AGV路线优化方法、系统及装置
文献发布时间:2023-06-19 11:49:09
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,尤其是涉及一种AGV路线优化方法、系统及装置。
背景技术
在现有技术中,AGV的自主导航依赖于本体或者上位机所持有的地图。目前已有的AGV地图路段绘制方法包括:人工驱动AGV实地行走获取路线,然后通过软件工具绘制和调整而成。
但是,上述传统路线绘制方式具有以下缺点:目前现有路线优化方法基本是通过经验调优,通过肉眼观察进行曲线的局部调整,然后通过反复测试来确认结果.路线的平滑度不够高,依赖人工修图;路线不够优化,比如曲线中存在冗余转向等。上述这些缺点会导致浪费大量人工时间,降低AGV的行走速度,增加抖动,从而降低速度,增加运行风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种AGV路线优化方法、系统及装置,旨在解决现有技术中的上述问题。
本发明提供一种AGV路线优化方法,包括:
读取AGV路径文件并保存;
根据所述AGV路径文件进行路径评估和步进优化,得到AGV路径优化结果;
保存并输出所述优化结果。
本发明提供一种AGV路线优化系统,包括:
存储子系统,用于读取并保存AGV路径文件,保存路径优化子系统输出的优化结果;
路径优化子系统,用于根据所述AGV路径文件进行路径评估和步进优化,得到并输出AGV路径优化结果。
本发明实施例还提供一种AGV路线优化装置,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述AGV路线优化方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序,所述程序被处理器执行时实现上述AGV路线优化方法的步骤。
采用本发明实施例,通过对评估路线进行进一步自动优化,能够自动迭代到优化目标,并且与此同时能够保持原路径的出角和入角,具有高度的保真性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的AGV路线优化方法的流程图;
图2是本发明实施例的AGV路线优化方法的系统架构示意图;
图3是本发明实施例的AGV路线优化方法的详细流程图;
图4是本发明实施例的路径优化子系统的详细结构示意图;
图5是本发明实施例的进行路径评估和步进优化的流程图;
图6是本发明实施例的路径评估模块的处理过程和示意图;
图7是本发明实施例的步进优化模块的处理过程和示意图;
图8是本发明实施例的AGV路线优化装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。此外,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
方法实施例
根据本发明实施例,提供了一种AGV路线优化方法,图1是本发明实施例的AGV路线优化方法的流程图,如图1所示,根据本发明实施例的AGV路线优化方法具体包括:
步骤101,读取AGV路径文件并保存;
步骤102,根据所述AGV路径文件进行路径评估和步进优化,得到AGV路径优化结果;具体地,根据所述AGV路径文件进行路径评估和步进优化具体包括:
步骤1,对输入的所述AGV路径文件进行路径评估;具体包括:对所述AGV路径文件中的曲线AB进行预定数量抽样点的抽样;从起点A开始,依次对相邻的三个抽样点S1、S2、S3计算由直线S1S2,直线S2S3构成的夹角;选取最小的夹角,将最小夹角值作为本次评估的结果输出。
步骤2,根据路径评估结果,判定是否需要继续进行优化,如果需要继续优化,执行步骤3,否则,执行步骤4;
步骤3,对所述AGV路径文件进行一次迭代优化,得到优化后的AGV路径文件,执行步骤1;其中,对所述AGV路径文件进行一次迭代优化具体包括:连接曲线AB的起点A和第一控制点P1,得到一条直线AP1,在直线AP1上移动第一控制点P1,其中,初始的移动方向为靠近起点A的方向,移动距离设定为AP1长度的固定百分比;连接曲线AB的终点B和第二控制点P2,得到一条直线BP2,在直线BP2上移动第二控制点P2,其中,初始的移动方向为靠近B的方向,移动距离设定为BP2长度的固定百分比;根据移动后的第一控制点P1和第二控制点P2,输出曲线AB。
步骤4,将优化后的AGV路径文件保存。
步骤103,保存并输出所述优化结果。
以下结合附图,对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
图2是本发明实施例的AGV路线优化方法的系统架构示意图,如图2所示,根据本发明实施例的AGV路线优化方法可以包括一个路径优化子系统和一个存储子系统,其中,本发明实施例所涉及的外部硬件或系统包括:AGV以及AGV调度系统。图3是本发明实施例的AGV路线优化方法的详细流程图,图4是本发明实施例的路径优化子系统的详细结构示意图,图5是本发明实施例的进行路径评估和步进优化的流程图,如图3-图5所示:
1.路径评估模块对输入的AGV路线进行评估,根据评估结果判定是否需要继续优化:
a)如果需要继续优化,步进优化模块进行一次迭代优化,并将结果输入到路径评估模块进行再次评估;
b)如果不需要优化,将结果写入存储子系统,退出本模块。
图6是本发明实施例的路径评估模块的处理过程和示意图,如图6所示,进行路径评估时,对曲线AB进行抽样,假设抽样点数量为99,从起点开始,依次对相邻的三个抽样点,假设分别为S1、S2、S3,计算由直线S1S2,直线S2S3构成的夹角;选取最小的夹角,作为本次评估的结果输出。其中,为了优化计算,本发明实施例的技术方案可以用余割函数:Length(S1S2)/(Length(S1S3)/2)来代替夹角的值,其中,Length代表两点的线段长度,也可以基于其它的三角函数或表达式。
图7是本发明实施例的步进优化模块的处理过程和示意图,如图7所示,步进优化模块连接曲线的起点A和第一控制点P1,得到一条直线AP1,在直线AP1上移动第一控制点P1,初始的移动方向为靠近A的方向,移动距离可以设定为AP1长度的固定百分比,比如5%;连接曲线的终点B和第二控制点P2,得到一条直线BP2,在直线BP2上移动第二控制点P2,初始的移动方向为靠近B的方向,移动距离可以设定为BP2长度的固定百分比,比如5%;根据新的控制点,输出曲线AB。
综上所述,采用本发明实施例的技术方案,通过对评估路线进行进一步自动优化,能够自动迭代到优化目标,并且与此同时能够保持原路径的出角和入角,具有高度的保真性。
系统实施例
根据本发明实施例,提供了一种AGV路线优化系统,如图2所示,根据本发明实施例的AGV路线优化系统具体包括:
存储子系统20,用于读取并保存AGV路径文件,保存路径优化子系统输出的优化结果;
路径优化子系统22,用于根据所述AGV路径文件进行路径评估和步进优化,得到并输出AGV路径优化结果。其中,如图4所示,所述路径优化子系统22具体用于:
路径评估模块,用于对输入的所述AGV路径文件进行路径评估;根据路径评估结果,判定是否需要继续进行优化,如果需要继续优化,调用步进优化模块,否则,将优化后的AGV路径文件保存;路径评估模块具体用于:
对所述AGV路径文件中的曲线AB进行预定数量抽样点的抽样;从起点A开始,依次对相邻的三个抽样点S1、S2、S3计算由直线S1S2,直线S2S3构成的夹角;选取最小的夹角,将最小夹角值作为本次评估的结果输出。
步进优化模块,用于对所述AGV路径文件进行一次迭代优化,得到优化后的AGV路径文件,并输出到所述路径评估模块。步进优化模块具体用于:
连接曲线AB的起点A和第一控制点P1,得到一条直线AP1,在直线AP1上移动第一控制点P1,其中,初始的移动方向为靠近起点A的方向,移动距离设定为AP1长度的固定百分比;连接曲线AB的终点B和第二控制点P2,得到一条直线BP2,在直线BP2上移动第二控制点P2,其中,初始的移动方向为靠近B的方向,移动距离设定为BP2长度的固定百分比;根据移动后的第一控制点P1和第二控制点P2,输出曲线AB。
本发明实施例是与上述方法实施例对应的系统实施例,各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解,在此不再赘述。
装置实施例一
本发明实施例提供一种AGV路线优化装置,如图8所示,包括:存储器80、处理器82及存储在所述存储器80上并可在所述处理82上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器82执行时实现如方法实施例中所述的步骤。
装置实施例二
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有信息传输的实现程序,所述程序被处理器82执行时实现如方法实施例中所述的步骤。
本实施例所述计算机可读存储介质包括但不限于为:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
需要说明的是,本说明书中关于存储介质的实施例与本说明书中关于基于AGV路线优化方法的实施例基于同一发明构思,因此该实施例的具体实施可以参见前述对应的AGV路线优化方法的实施,重复之处不再赘述。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
在20世纪30年代,对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如,对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而,随着技术的发展,当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此,不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如,可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA))就是这样一种集成电路,其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上,而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且,如今,取代手工地制作集成电路芯片,这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现,它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似,而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写,此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL),而HDL也并非仅有一种,而是有许多种,如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等,目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚,只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中,就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现,例如,控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式,控制器的例子包括但不限于以下微控制器:ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320,存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至,可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的,计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本说明书实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白,本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书的一个或多个实施例,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本文件的实施例而已,并不用于限制本文件。对于本领域技术人员来说,本文件可以有各种更改和变化。凡在本文件的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本文件的权利要求范围之内。
- AGV路线优化方法、系统及装置
- 一种任意阶AGV曲线路线生成方法、装置及系统