[發明專利]一種封閉式自動化物流園區的多臺AGV調度方法

有效

• 申請號: 202010528530.9
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111487983B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 王小進
• 申請（專利權）人: 上海振華重工（集團）股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成

本發明公開了一種封閉式自動化物流園區的多臺AGV調度方法，包括以下步驟：1)準備階段；2)基于Dijkstra算法框架的路徑規劃；3)根據步驟1)和步驟2)，實施如下交通控制邏輯：3.1)更新AGV位姿并清尾；3.2)采用貪心策略計算申請區；3.3)計算探測區；3.4)計算是否存在死鎖環，若是，則處理死鎖環，并再循環計算是否存在死鎖環。本發明充分發揮AGV車輛的并發能力，在有限的場地內實現更高密度的車輛調度，達到更高的運行效率。

技術領域

本發明涉及AGV水平運輸設備的調度方法，更具體地說，涉及一種封閉式自動化物流園區的多臺AGV調度方法。

背景技術

物流園區指采用搬運設備將貨物在限定范圍內進行移動的工作區域。而封閉式自動化物流園區則是指采用了自動化搬運設備，且與人工搬運設備完全隔離設計的物流園區。該園區規劃了通行道路、交互節點，道路設計上通常允許搬運設備采用直行、轉彎、原地旋轉等動作，道路之間允許存在交叉，甚至密集交叉，不設紅綠燈通行控制措施。這種物流園區設計通常應用于自動化集裝箱碼頭、自動化空港、自動化倉儲、自動化停車庫領域，隨著自動化技術的發展，其應用越來越廣。

AGV(Automated?Guided?Vehiclc，下同)是自動化物流園區的主流水平運輸設備，常見的AGV是能在水平場地上作循路行駛、精確定位的搬運設備，通常是4輪帶托盤的電動卡車或者三輪叉車之類。當有水平運輸任務分配給AGV時，AGV可以規劃出路徑，然后再由多車調度控制系統控制車輛循路行駛到達終點，完成水平運輸任務。按此方式，AGV可以在封閉式物流園區內批量并發執行各種搬運任務。

請結合圖1所示，是對封閉式自動化物流園區的一個抽象，WS即work?station，為與外部交互的工作站點，車輛需要在交互時較長時間占有該站點；HW即為high?way，為搬運車輛高速通行區域，途中的圓點為導航標記位，AGV可以通過導航標記位糾正定位信息(也可以僅做邏輯標記)，箭頭即為AGV可以通行的方向，即高速車道可以設置通行方向，長方形框則表示AGV，該AGV在停止狀態下可能占用多個導航標記位，即車身比較大不能簡單質點化處理。AGV的任務目標就是在多個WS之間通行。

在封閉式自動化物流園區的日常運營中，幾十臺到上百臺AGV同時行駛的情況經常出現，因此多臺AGV的安全通行和高效執行是封閉式自動化物流園區必須解決的關鍵問題。

為了保證AGV的安全運行，采用申請-通行-釋放流程幾乎是業內通用的做法，請結合圖2所示，其中虛線框表示AGV循路行駛時，需要先申請通過的區域，獲得通行權后，此區域為該AGV獨占，通行完成后，釋放掉。如此循環，則可以保證AGV可以安全地循路行駛到目標地點。

在保證安全的基礎上，又會出現如下兩個重要的問題需要解決：

(1)等待

請結合圖3所示，當兩個或者兩個以上AGV在同一時刻需要通過同一區域時(如圖3中的A點)，則按照申請-通行-釋放的邏輯，獲得通行權的車輛在占用時，其它車輛只能處于等待狀態，直到A區域釋放之后才能繼續通行。車輛運行時，需要避免不必要的等待，以保證通行效率。

(2)死鎖

當兩個或者兩個以上的AGV發生彼此等待的情況，即發生死鎖，如圖4所示的雙車死鎖，如圖5所示的多車死鎖。

為了解決這些問題，業內常用的做法或多或少都存在著明顯的缺陷，分析如下：

1)基于銀行家算法規劃路徑：將路徑空間當成資源，AGV當成資源消費者，當AGV新增路徑時，僅當該路徑與其它路徑不會交叉，或者有限的交叉不會構成環形時，即構不成“持有+等待”的阻礙關系環，才允許該AGV循路行駛，否則該AGV在起點處等待。該方法從理論上就避免了死鎖的產生，但是明顯控制過于嚴格，AGV出現了額外等待。以閉環死鎖為例，即使是根據路徑判斷為可能產生死鎖的路徑集合，也不一定必然在AGV行駛過程中產生死鎖，如圖6所示；