[發(fā)明專利]一種水平運(yùn)輸任務(wù)AGV動態(tài)時間預(yù)估方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110027744.2
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112734111A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王涵晟;張崢煒;趙云;王小進(jìn);陳波
• 申請（專利權(quán)）人: 上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海集信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31254
• 代理人: 洪玲

本發(fā)明公開了動態(tài)時間預(yù)估技術(shù)領(lǐng)域的一種水平運(yùn)輸任務(wù)AGV動態(tài)時間預(yù)估方法，該水平運(yùn)輸任務(wù)AGV動態(tài)時間預(yù)估方法包括以下步驟：步驟1：特征選擇；步驟2：數(shù)據(jù)處理；步驟3：機(jī)器學(xué)習(xí)；步驟4：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；步驟5：驗證動態(tài)時間預(yù)估模型；該水平運(yùn)輸任務(wù)AGV動態(tài)時間預(yù)估方法使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對AGV的完成任務(wù)時間進(jìn)行動態(tài)預(yù)測，刻畫出碼頭水平運(yùn)輸過程中AGV受到的各種因素的影響。從而改善時間預(yù)估結(jié)果，為其他應(yīng)用場景提供更精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動態(tài)時間預(yù)估技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種水平運(yùn)輸任務(wù) AGV動態(tài)時間預(yù)估方法。

背景技術(shù)

AGV(Automated Guided Vehicles)又名無人搬運(yùn)車，自動導(dǎo)航車，激光 導(dǎo)航車，其顯著特點(diǎn)的是無人駕駛。在目前的港口工業(yè)領(lǐng)域大量使用AGV無 人車裝卸作業(yè)。在AGV作業(yè)途中，AGV時間預(yù)估應(yīng)用場景廣泛，AGV運(yùn)行時間 是調(diào)度系統(tǒng)關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可應(yīng)用于AGV任務(wù)選擇與安排，實際任務(wù)AGV作 業(yè)時間估計，港口整體效率優(yōu)化，AGV運(yùn)行時交通沖突優(yōu)先級的選取，自動 化港口的TOS任務(wù)分發(fā)，車輛與任務(wù)的匹配決策，車輛路徑規(guī)劃的沖突優(yōu)化 等方面，應(yīng)用場景廣泛，研究意義重要。

當(dāng)前碼頭時間預(yù)估場景中廣泛使用靜態(tài)時間矩陣預(yù)估，靜態(tài)時間預(yù)估是 通過AGV的起點(diǎn)以及終點(diǎn)，在有路徑時單純考慮加減速原理，以沒有任何沖 突和避讓的策略直接計算從起點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)需要的時間。靜態(tài)時間矩陣預(yù)估步 驟如下：1.路線拆分，將規(guī)劃好的路線拆分成多個不同的區(qū)段；2.時間計算， 利用加減速原理的物理情景，由于每一段路徑AGV起始速度和終止速度已知， 分別計算每一段AGV通行所消耗的時間，并將其依次相加得到最終的靜態(tài)時 間

現(xiàn)有技術(shù)中自動化碼頭港口作業(yè)一直使用的是靜態(tài)時間矩陣去預(yù)估AGV 交通時間，不考慮碼頭上其他車輛，直接使用物理規(guī)律，速度規(guī)劃計算。預(yù) 測結(jié)果與實際結(jié)果的偏差超過了35％，過高的時間預(yù)測偏差使得港口作業(yè)的 各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生了資源閑置或效率低下的現(xiàn)象，并且長期沒有得到改善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種水平運(yùn)輸任務(wù)AGV動態(tài)時間預(yù)估方法，使用機(jī) 器學(xué)習(xí)模型以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對AGV的完成任務(wù)時間進(jìn)行動態(tài)預(yù)測，解決現(xiàn) 有技術(shù)中靜態(tài)時間矩陣預(yù)測結(jié)果與實際結(jié)果的偏差很大導(dǎo)致港口作業(yè)的各個 環(huán)節(jié)產(chǎn)生了資源閑置或效率低下的現(xiàn)象的技術(shù)問題。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種水平運(yùn)輸任務(wù)AGV動態(tài)時間預(yù)估方法， 包括以下步驟：

步驟1：特征選擇：使用計算機(jī)算法選取篩選水平運(yùn)輸任務(wù)AGV作業(yè)指 令特征，并整合特征數(shù)據(jù)；

步驟2：數(shù)據(jù)處理：使用計算機(jī)算法對上述步驟1中的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行篩 選和處理，形成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)；

步驟3：機(jī)器學(xué)習(xí)：采用各種機(jī)器學(xué)習(xí)模型對步驟2中的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)參 與預(yù)測，尋找最優(yōu)參數(shù)；

步驟4：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：搭建全連接層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對步驟2中的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù) 使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測；

步驟5：驗證動態(tài)時間預(yù)估模型：將機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測值、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模 型預(yù)測值與靜態(tài)時間矩陣進(jìn)行對比，評價動態(tài)時間預(yù)估模型的性能；

依據(jù)本發(fā)明上述方面的水平運(yùn)輸任務(wù)AGV動態(tài)時間預(yù)估方法，所述步驟 1中特征選擇包括以下步驟：

S11:處理order表中提取數(shù)據(jù)；從AGV_ORDERS表中選取關(guān)于AGV作業(yè) 指令的記錄；

S12:處理track表中提取數(shù)據(jù)；找到一個或者多個指標(biāo)，按照一個 Order，篩選出車輛行駛過程中的關(guān)鍵點(diǎn)，對每個Order數(shù)據(jù)對應(yīng)的Track 根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行劃分；

S13:整合數(shù)據(jù)：統(tǒng)計AGV路徑?jīng)_突個數(shù)，生成總特征。