一种电子物料无人配送跨楼层智能系统

技术领域

本发明属于智能运输技术领域，具体的，涉及一种电子物料无人配送跨楼层智能系统。

背景技术

科技的发展为现代工业的发展做出了极大的助力，其中AGV小车的广泛应用实现了现代工业厂房内的物料的自动运输，大大提升了工业生产效率，尤其在物流园以及生产集合程度较高的工厂中，能够大幅降低人力劳动量，提升生产效率。

现有技术中，无人配送车辆需要通过加装雷达或机器视觉装置对周围的环境进行识别，在遇到障碍物时，主动进行避让，但是由于生产与运输区域的环境复杂，无人配送车辆所携带的雷达等环境感知设备的感知距离有限，在两个无人配送车辆进行相互避让时，由于反应时间有限，会出现无人配送车辆的运动速度快速降低甚至完全停止的情况，这就导致无人配送车辆在整体上出现运输效率明显降低的问题，尤其是在无人配送车辆较为密集的生产及运输区域，频繁的急减速与加速会大大提升运输能耗，且降低了无人配送车辆运输的流畅性与安全性，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子物料无人配送跨楼层智能系统，解决现有技术中无人配送车辆在运输过程中车辆交汇易出现急刹，导致运输车辆的能量消耗较大且安全性较差的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电子物料无人配送跨楼层智能系统，包括：

任务发布单元，各上料点通过任务发布单元发布电子物料配送信息，所述物料配送信息包括所配送的物料种类、上料点的位置以及落料点的位置；

配送车，用于对电子物料进行运输；

定位单元，用于对配送车的位置进行监控；

重量传感器，对配送车所装载的电子物料的重量进行监控；

导航单元，用于根据配送车的上料点与落料点对配送车的运输路径进行规划；

控制器，用于对配送车在交汇点的运动策略以及配送车在垂直电梯的登录策略进行制定；

所述控制器对配送车在垂直电梯的登录策略进行制定的方法包括如下步骤：

S3、根据配送车的当前位置、运输路径获取配送车到达垂直电梯区域的时刻tk；所述垂直电梯区域是指以垂直电梯为中心预设半径的圆形范围；

当一个垂直电梯在工作时，获取垂直电梯内的剩余容量以及各层的垂直电梯区域内的处于待进入垂直电梯的配送车；

首先获取垂直电梯当前的位置以及运动方向，从而获取垂直电梯运动至当前运动方向对应顶点过程中所经过的各层垂直电梯区域内的配送车，将这些配送车标记为待选配送车；

所述顶点是指垂直电梯运动的最高点与最低点；

然后根据垂直电梯内的剩余容量判断各待选配送车能否进入垂直电梯，将能进入垂直电梯的待选配送车标记为可选配送车；

根据公式P＝α*(σ1*td+σ2*h)计算得到各可选配送车的分配系数P；其中td为可选配送车的已等待时间，其表示对应可选配送车进入对应的垂直电梯区域的时长；h为对应的可选配送车需要在竖直方向上的运动距离；σ1与σ2为预设系数，α为目标配送车运送的电子物料所对应的预设系数；

按照分配系数从大到小的顺序将各可选配送车标记为选定配送车，直至对应垂直电梯的剩余容量不足以承载其他可选配送车，然后对应垂直电梯在运动至对应顶点的过程中依次对各层的选定配送车进行运输。

作为本发明的进一步方案，所述控制器对配送车在垂直电梯的登录策略进行制定的方法为：

S1、上料点通过任务发布单元发布电子物料配送信息，各配送车在接收到电子物料配送信息后，选择一个配送车作为目标配送车执行对应的配送任务；

S2、在目标配送车完成对上料点的电子物料的装载时，通过导航单元对目标配送车的运输路径进行规划；

获取当前各不处于上料点与落料点的配送车运输路径，并通过定位单元获取各配送车的实际位置，获取各运输路径的交汇点；

将目标配送车路过的交汇点按照目标配送车的经过顺序依次标记为H1、H2、…、Hn，n为目标配送车对应的交汇点的数量；

对于Hi，根据目标配送车的运动速度以及目标配送车的当前位置以及运输路径获取目标配送车到达交汇点H1预估所需的时间t1，其中1≤i≤n；

获取其他配送车到达交汇点Hi预估所需的时间ts1；

当t1与ts1之间的时差大于预设时长ty时，则认为目标配动车与ts1对应的配送车无交集，当t1与ts1之间的时差小于等于预设时长ty时，则认为目标配送车与ts1对应的配送车有交集；

当目标配送车与对应的配送车之间有交集时，则通过重量传感器获取目标配送车辆所装载的电子物料的重量，并获取目标配送车辆所装载的电子物料的重量与目标配送车的自重之和Z；

根据公式R＝β1*Z1+β2*(β3*c1+β4*c2)+β5*α计算得到目标配送车的优先值R；

其中β1、β2、β3、β4与β5均为预设系数；

c1为目标配送车运输路径中在水平方向上的运动距离，c2为目标输送车运输路径中在竖直方向上的运动距离；

计算得到与目标配送车有交集的对应配送车的优先值R1；

当R＞R1时，则认为在交汇点Hi处，目标配送车优先通行；

当R＜R1时，则认为在交汇点Hi处，对应配送车优先通行；

当R＝R1时，则Z较大的一方优先通行。

作为本发明的进一步方案，所述目标配送车的选择方法为：

S11、获取各配送车的工作状态信息；

所述工作状态信息包括对应配送车是否能够工作、各配送车当前所执行配送任务的运输路径、各配送车当前的位置；

S12、根据各配送车的工作状态信息判断各配送车到达对应上料点所需的时间T；

S13、选择所需的时间T最小的配送车作为目标配送车。

作为本发明的进一步方案，对于优先通行的配送车，其按照预设的速度进行交汇点Hi处的通行，对于未优先通行的配送车，在其与交汇点Hi之间的路径距离小于等于预设长度值L1时，该配送车以预设加速度a1减速至原运动速度的λ％后匀速运动至通过交汇点Hi，然后以预设加速度a1加速至原运动速度，λ为预设值。

作为本发明的进一步方案，λ取值为70。

本发明的有益效果：

1、本发明考虑到配送车在交汇点处出现空间交汇的情况，相较于现有技术中通过配送车自带的雷达或视频测距方案对障碍物进行检测，并停止其中一辆配送车的运动来保障安全通行的方式，能够提前对其中一方进行均匀减速至一定值来通行，从而提升交汇点处通行的流畅性与安全性，同时，避免将配送车的车速降至0能够降低对配送车所运输的电子物料的冲击，提升小车运动的稳定性，降低小车的能源损耗；

2、本发明通过考虑各小车的自身重量、运动路径以及所运载的电子物料种类等对交汇的配动车经过交汇点的顺序进行判断，从而降低交汇动作对电子物料运输的效率的整体影响；

3、本发明通过各层待垂直电梯运输的配送车的运输顺序进行合理的分配，尤其是在楼层数较多的情况下，能够避免在业务繁忙阶段，部分配动车需要等候较长时间而另一部分配送车则等候时间较短的情况发生，从而实现运输资源的均匀分配，降低垂直方向运输的等候时长对生产等工作的流畅性的影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种电子物料无人配送跨楼层智能系统的框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种电子物料无人配送跨楼层智能系统，如图1所示，包括：

任务发布单元，各上料点通过任务发布单元发布电子物料配送信息，所述物料配送信息包括所配送的物料种类、上料点的位置以及落料点的位置；

配送车，用于对电子物料进行运输，在本发明的一个实施例中，配送车为AGV小车；

定位单元，用于对配送车的位置进行监控；

重量传感器，用于对配送车所装载的电子物料的重量进行监控；

导航单元，用于根据配送车的上料点与落料点对配送车的运输路径进行规划；

控制器，用于对配送车在交汇点的运动策略以及配送车在垂直电梯的登录策略进行制定；

所述控制器对配送车在交汇点的运动策略以及配送车在垂直电梯的登录策略进行制定的方法包括如下步骤：

S1、上料点通过任务发布单元发布电子物料配送信息，各配送车在接收到电子物料配送信息后，选择一个配送车作为目标配送车执行对应的配送任务；

所述目标配送车的选择方法为：

S11、获取各配送车的工作状态信息；

所述工作状态信息包括对应配送车是否能够工作、各配送车当前所执行配送任务的运输路径、各配送车当前的位置；

S12、根据各配送车的工作状态信息判断各配送车到达对应上料点所需的时间T；

其中对于电子物料运输中的配送车，在计算时间T时，是按照其将目前正在运输的电子物料运输至对应落料点之后再出发前往对应的发送电子物料配送信息的上料点所花费的时间来计算；

S13、选择所需的时间T最小的配送车作为目标配送车。

S2、在目标配送车完成对上料点的电子物料的装载时，通过导航单元对目标配送车将电子物料运输至落料点的运输路径进行规划；

获取当前各不处于上料点与落料点的配送车的运输路径，并通过定位单元获取各配送车的实际位置；

获取各运输路径的交汇点；

将目标配送车路过的交汇点按照目标配送车的经过顺序依次标记为H1、H2、…、Hn，其中n为目标配送车对应的交汇点的数量；

对于交汇点Hi，根据目标配送车的运动速度以及目标配送车的当前位置以及运输路径获取目标配送车到达交汇点H1预估所需的时间t1；

其中1≤i≤n；

获取其他配送车到达交汇点Hi预估所需的时间ts1；

当t1与ts1之间的时差大于预设时长ty时，则认为目标配动车与ts1对应的配送车无交集，反之，当t1与ts1之间的时差小于等于预设时长ty时，则认为目标配送车与ts1对应的配送车有交集；

当目标配送车与对应的配送车之间有交集时，则通过重量传感器获取目标配送车辆所装载的电子物料的重量，并获取目标配送车辆所装载的电子物料的重量与目标配送车的自重之和Z；

根据公式R＝β1*Z1+β2*(β3*c1+β4*c2)+β5*α计算得到目标配送车的优先值R；

其中β1、β2、β3、β4与β5均为预设系数；

c1为目标配送车运输路径中在水平方向上的运动距离，c2为目标输送车运输路径中在竖直方向上的运动距离；

α为目标配送车运送的电子物料所对应的预设系数，且越重要的电子物料，其对应的系数α越大；

按照相同的方法计算得到在交汇点Hi与目标配送车有交集的对应配送车的优先值R1；

当R＞R1时，则认为在交汇点Hi处，目标配送车优先通行；

当R＜R1时，则认为在交汇点Hi处，对应配送车优先通行；

当R＝R1时，则Z较大的一方优先通行；

对于优先通行的配送车，其按照预设的速度进行交汇点Hi处的通行，对于未优先通行的配送车，在其与交汇点Hi之间的路径距离小于等于预设长度值L1时，该配送车以预设加速度a1减速至原运动速度的λ％后匀速运动至通过交汇点Hi，然后以预设加速度a1加速至原运动速度；

其中λ为预设值，在本发明的一个实施例中，λ取值为70；

在该步骤中，考虑到配送车在交汇点处出现空间交汇的情况，相较于现有技术中通过配送车自带的雷达或视频测距方案对障碍物进行检测，并停止其中一辆配送车的运动来保障安全通行的方式，能够提前对其中一方进行均匀减速至一定值来通行，从而提升交汇点处通行的流畅性与安全性，同时，避免将配送车的车速降至0能够降低对配送车所运输的电子物料的冲击，提升小车运动的稳定性，降低小车的能源损耗；

另外，本发明通过考虑各小车的自身重量、运动路径以及所运载的电子物料种类等对交汇的配动车经过交汇点的顺序进行判断，从而降低交汇动作对电子物料运输的效率的整体影响；

S3、根据配送车的当前位置、运输路径以及配送车在各交汇点的运动策略获取配送车到达垂直电梯区域的时刻tk；

所述垂直电梯区域是指以垂直电梯为中心预设半径的圆形范围；

所述运动策略是指配送车减速通过后再加速至原速度还是保持原始速度匀速通过；

当一个垂直电梯在工作时，获取垂直电梯内的剩余容量以及各层的垂直电梯区域内的处于待进入垂直电梯的配送车；

首先获取垂直电梯当前的位置以及运动方向，从而获取垂直电梯运动至当前运动方向对应顶点过程中所经过的各层垂直电梯区域内的配送车，将这些配送车标记为待选配送车；

所述顶点是指垂直电梯运动的最高点与最低点；

然后根据垂直电梯内的剩余容量判断各待选配送车能否进入垂直电梯，将能进入垂直电梯的待选配送车标记为可选配送车；

根据公式P＝α*(σ1*td+σ2*h)计算得到各可选配送车的分配系数P；

其中td为可选配送车的已等待时间，其表示对应可选配送车进入对应的垂直电梯区域的时长；

h为对应的可选配送车需要在竖直方向上的运动距离；

σ1与σ2为预设系数。

按照分配系数从大到小的顺序将各可选配送车标记为选定配送车，直至对应垂直电梯的剩余容量不足以承载其他可选配送车，然后对应垂直电梯在运动至对应顶点的过程中依次对各层的选定配送车进行运输。

该步骤通过各层待垂直电梯运输的配送车的运输顺序进行合理的分配，尤其是在楼层数较多的情况下，能够避免在业务繁忙阶段，部分配动车需要等候较长时间而另一部分配送车则等候时间较短的情况发生，从而实现运输资源的均匀分配，降低垂直方向运输的等候时长对生产等工作的流畅性的影响。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。