[發(fā)明專利]一種基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010636282.X
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN111832816A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫一帆;索靖;楊旋;彭巧華;俞燕;趙小賢;袁駿凱;丁祖福;湯琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q10/08
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 尚欣

1.一種基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，包括管理系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、路徑選擇系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，所述管理系統(tǒng)包括系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整、系統(tǒng)相關(guān)信息修改查詢和系統(tǒng)的關(guān)閉退出，用于實(shí)現(xiàn)用戶進(jìn)行人機(jī)交互；所述調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)輸任務(wù)的實(shí)際情況，采用適當(dāng)?shù)乃惴ǎ瑢?duì)任務(wù)進(jìn)行分配；所述路徑選擇系統(tǒng)根據(jù)AGV的實(shí)時(shí)狀態(tài)結(jié)合當(dāng)前路徑信息，實(shí)現(xiàn)AGV的無碰撞最優(yōu)路徑選擇；所述通信系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)無線通信和監(jiān)控。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的硬件包括醫(yī)用AGV運(yùn)輸裝置、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、上位機(jī)、路徑引導(dǎo)設(shè)施和充電設(shè)施；

軟件支撐層為數(shù)據(jù)層提供實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)信息，并接收功能層下達(dá)的各項(xiàng)操作指令，最終完成物流輸送任務(wù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度系統(tǒng)選擇的算法為Dijkstra算法，初始條件：起點(diǎn)為S0，終點(diǎn)為U0，算法的具體步驟如下：

1)初始化集合S和U，其中S包含節(jié)點(diǎn)S0,U包含除SO以外節(jié)點(diǎn)，初始化權(quán)值為邊的長度，若兩點(diǎn)相連，則權(quán)值為連接兩點(diǎn)的邊的長度，若兩點(diǎn)不相連，則兩點(diǎn)間的權(quán)值為無窮大；

2)遍歷各個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過比較找出與起點(diǎn)SO最短的節(jié)點(diǎn)k，將k從U集合中刪除并加入集合S中；

3)判斷節(jié)點(diǎn)k是否與終點(diǎn)UO相匹配，如節(jié)點(diǎn)k即為終點(diǎn)UO，則算法終止，所求路徑即為Dijkstra算法下的最短路徑；若不匹配，則跳轉(zhuǎn)到下一步；

4)以k為中間節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)遍歷U中的節(jié)點(diǎn)，計(jì)算起點(diǎn)SO經(jīng)過k節(jié)點(diǎn)到U中節(jié)點(diǎn)的距離，與起點(diǎn)SO不經(jīng)過k節(jié)點(diǎn)的距離進(jìn)行比較；若經(jīng)過k節(jié)點(diǎn)的距離比不經(jīng)過k節(jié)點(diǎn)的距離短，則求的最短距離為新的最短距離，該節(jié)點(diǎn)為新的中間節(jié)點(diǎn)，將此節(jié)點(diǎn)加入集合S0；

5)判斷集合U是否為空間，若為空集，表示沒有找到由起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑，若不為空集，則跳轉(zhuǎn)到步驟3進(jìn)行繼續(xù)求解。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，所述路徑選擇系統(tǒng)避障時(shí)，根據(jù)障礙物檢測傳感器所感應(yīng)到的前方路況，自動(dòng)減速或停止，通過醫(yī)用AGV運(yùn)輸裝置之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行實(shí)時(shí)在線運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，從而避免碰撞的發(fā)生。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，具體避障方法為，設(shè)醫(yī)用AGV運(yùn)輸裝置R，其半徑為r，采用設(shè)置兩級(jí)預(yù)警距離機(jī)制等級(jí)的方案，一級(jí)滾動(dòng)窗口區(qū)域半徑為W，二級(jí)滾動(dòng)窗口區(qū)域半徑為T，若在一級(jí)滾動(dòng)窗口范圍內(nèi)檢測到障礙物，醫(yī)用AGV運(yùn)輸裝置自動(dòng)減速；若到達(dá)二級(jí)滾動(dòng)窗口探測范圍，則自動(dòng)剎車甚至停止，特殊情況下，若醫(yī)用AGV運(yùn)輸裝置撞上障礙物，那么立即停止運(yùn)行。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，所述路徑選擇系統(tǒng)需提前進(jìn)行地圖建模，建模時(shí)在圖中醫(yī)用AGV運(yùn)輸裝置引導(dǎo)路徑由代表路徑交叉的節(jié)點(diǎn)、代表行駛路徑的線段或弧及同樣位于節(jié)點(diǎn)處的各個(gè)裝卸載站點(diǎn)等組成，在描述醫(yī)用AGV運(yùn)輸裝置的運(yùn)行路徑時(shí)，用有序的節(jié)點(diǎn)集合進(jìn)行表示，其中節(jié)點(diǎn)的順序指明了車輛的運(yùn)行方向。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)設(shè)置功能層，在分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，確定合理的調(diào)度方案和行駛路徑，并將任務(wù)信息下達(dá)至醫(yī)用AGV運(yùn)輸裝置，并根據(jù)用戶層的管理指令，功能層對(duì)支撐層各單元進(jìn)行管理，設(shè)定相關(guān)參數(shù)、協(xié)調(diào)各單元工作。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于調(diào)度算法的醫(yī)用AGV群體物流調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶層是整個(gè)管理系統(tǒng)的人機(jī)交互部分，將功能層、支撐層、數(shù)據(jù)層以圖形化、實(shí)例化的形式反饋給用戶，用戶在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理、監(jiān)控，下達(dá)各項(xiàng)指令。