[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)切換的自動(dòng)搬運(yùn)小車路徑規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810093061.5
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108227718B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 項(xiàng)衛(wèi)鋒;季彩玲;王池如;奚韜
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽宇鋒智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G06N3/00
• 代理公司: 湖南正則奇美專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43105
• 代理人: 肖琦

本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)切換的自動(dòng)搬運(yùn)小車路徑規(guī)劃方法，屬于路徑規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，包括采用柵格法創(chuàng)建倉庫中自動(dòng)搬運(yùn)小車的二維工作環(huán)境模型；基于所述工二維作環(huán)境模型，利用自動(dòng)搬運(yùn)小車的探測裝置識(shí)別當(dāng)前的工作環(huán)境；根據(jù)所述當(dāng)前的工作環(huán)境，自適應(yīng)切換遺傳算法和粒子群算法進(jìn)行路徑規(guī)劃。本方案將遺傳算法與粒子群算法相結(jié)合，該方法不僅具有遺傳算法全局搜索能力強(qiáng)的特點(diǎn)且兼有粒子群算法局部搜索能力強(qiáng)、收斂速度快的特點(diǎn)，提高了工作效率，滿足了最優(yōu)路徑的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及路徑規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于遺傳算法和粒子群算法自適應(yīng)切換的自動(dòng)搬運(yùn)小車路徑規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

路徑規(guī)劃是自動(dòng)搬運(yùn)小車的關(guān)鍵技術(shù)之一，目的是確定從開始位置到目的地位置的最優(yōu)路徑，它在一定程度上標(biāo)志著自動(dòng)搬運(yùn)小車智能水平的高低，體現(xiàn)了自動(dòng)搬運(yùn)小車的高效性和可靠性。

目前，常用到的路徑規(guī)劃方法有模糊推理法、啟發(fā)式圖搜索法、人工勢場法、A*算法等。這些算法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)：例如模糊推理法最大的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性非常好，但是模糊隸屬函數(shù)的設(shè)計(jì)、模糊控制規(guī)則的制定主要靠人的經(jīng)驗(yàn)。人工勢場法具有良好的實(shí)時(shí)性，但存在陷井區(qū)域，并且在相近障礙物之間不能發(fā)現(xiàn)路徑等缺點(diǎn)。A*算法更適用于解決單目標(biāo)優(yōu)化問題。因此，上述路徑規(guī)劃方法均無法適用于復(fù)雜環(huán)境中工作的自動(dòng)搬運(yùn)小車的路徑規(guī)劃。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)切換的自動(dòng)搬運(yùn)小車路徑規(guī)劃方法，以適用于復(fù)雜環(huán)境中工作的自動(dòng)搬運(yùn)小車的路徑規(guī)劃。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

采用一種自適應(yīng)切換的自動(dòng)搬運(yùn)小車路徑規(guī)劃方法，包括如下步驟：

采用柵格法創(chuàng)建倉庫中自動(dòng)搬運(yùn)小車的二維工作環(huán)境模型；

基于所述工二維作環(huán)境模型，利用自動(dòng)搬運(yùn)小車的探測裝置識(shí)別當(dāng)前的工作環(huán)境；

根據(jù)所述當(dāng)前的工作環(huán)境，自適應(yīng)切換遺傳算法和粒子群算法進(jìn)行路徑規(guī)劃。

進(jìn)一步地，所述采用柵格法創(chuàng)建倉庫中自動(dòng)搬運(yùn)小車的二維工作環(huán)境模型，包括：

對自動(dòng)搬運(yùn)小車及其倉庫環(huán)境進(jìn)行預(yù)處理，得到建模條件；

利用自動(dòng)搬運(yùn)小車的探測裝置擦采集自動(dòng)搬運(yùn)小車的工作環(huán)境信息，作為建模參數(shù)；

基于所述柵格法，利用所述建模條件和建模參數(shù)，創(chuàng)建自動(dòng)搬運(yùn)小車的二維工作環(huán)境。

進(jìn)一步地，所述當(dāng)前的工作環(huán)境包括自動(dòng)搬運(yùn)小車當(dāng)前工作倉庫的面積和有任務(wù)請求的加工工位位置的數(shù)量，所述根據(jù)所述當(dāng)前的工作環(huán)境，自適應(yīng)切換遺傳算法和粒子群算法進(jìn)行路徑規(guī)劃，包括：

在所述當(dāng)前工作倉庫的面積大于設(shè)定面積閾值且有任務(wù)請求的加工工位位置的數(shù)量超過設(shè)定數(shù)量時(shí)，采用遺傳算法進(jìn)行路徑規(guī)劃；

在所述當(dāng)前工作倉庫的面積小于設(shè)定面積閾值且有任務(wù)請求的加工工位位置的數(shù)量小于設(shè)定數(shù)量時(shí)，采用粒子群算法進(jìn)行路徑規(guī)劃。

進(jìn)一步地，所述采用遺傳算法進(jìn)行路徑規(guī)劃，包括：

S11、采用二進(jìn)制編碼方式對染色體各點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行編碼，并通過隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生若干個(gè)體作為初始化種群，種群大小為n，種群代數(shù)m，該染色體的各點(diǎn)連接起來形成路徑；

S12、采用第一適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算m代種群的個(gè)體的適應(yīng)度；

S13、根據(jù)第m代種群個(gè)體的適應(yīng)度，求個(gè)體的累計(jì)概率；

S14、通過輪盤操作對累計(jì)概率進(jìn)行處理，選取第m代的n個(gè)父染色體；

S15、根據(jù)交叉概率，對第m代種群的父染色體進(jìn)行交叉操作，產(chǎn)生新的個(gè)體；