[發(fā)明專利]一種基于UWB和蟻群算法的多樓層的貨物運(yùn)送方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211637659.9
• 申請(qǐng)日: 2022-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN116007646A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳旭;朱家輝;梁銀銀;劉賀祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽信息工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01C21/34
• 分類號(hào): G01C21/34;B65G35/00;B65G43/00;H04W4/38;G06Q10/047;G06Q50/30;G06N3/006
• 代理公司: 蕪湖思誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34138
• 代理人: 項(xiàng)磊

本發(fā)明公開了一種基于UWB和蟻群算法的多樓層的貨物運(yùn)送方法，包括下列步驟：步驟一、通過UWB無線測距傳感器接收目標(biāo)信號(hào)源的位置，以及提前設(shè)定好的樓梯口位置；步驟二、通過蟻群算法計(jì)算最優(yōu)路線規(guī)劃，確定距離最近的樓梯口；步驟三、無人小車根據(jù)步驟二確定的路線結(jié)果移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的樓梯口；步驟四、無人小車判斷是否到達(dá)目標(biāo)信號(hào)源的樓層；步驟五、當(dāng)無人小車到達(dá)目標(biāo)樓層時(shí)并確定此時(shí)的位置到目標(biāo)信號(hào)源的最優(yōu)路線；步驟六、無人小車根據(jù)步驟五確定的路線結(jié)果移動(dòng)到目標(biāo)信號(hào)源的位置。本發(fā)明解決無人小車無法送貨到多樓層的間題并規(guī)劃了跨越樓層的最短送貨路線，提高了工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物流自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體一種基于UWB和蟻群算法的多樓層的貨物運(yùn)送方法。

背景技術(shù)

目前市場的快遞配送在無人小車配送的情況下只能運(yùn)送到建筑樓下，無法進(jìn)入樓層進(jìn)行處理，用戶需要自己下樓進(jìn)行外賣或快遞的拿取。此外已有的無人小車只能進(jìn)行粗略的定位性息，無法進(jìn)行精確定位，從而導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)的上門物流服務(wù)。此外，對(duì)于完全事先設(shè)定目標(biāo)進(jìn)行的多樓層間的貨物運(yùn)送。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于UWB和蟻群算法的多樓層的貨物運(yùn)送方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)多樓層之間上門物流服務(wù)的技術(shù)問題。

所述的一種基于UWB和蟻群算法的多樓層的貨物運(yùn)送方法，包括下列步驟：

步驟一、通過UWB無線測距傳感器接收目標(biāo)信號(hào)源的位置，以及提前設(shè)定好的樓梯口位置；

步驟二、通過蟻群算法計(jì)算最優(yōu)路線規(guī)劃，確定距離最近的樓梯口，并將其作為本樓層移動(dòng)路徑的終點(diǎn)；

步驟三、無人小車根據(jù)步驟二確定的路線結(jié)果移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的樓梯口；

步驟四、無人小車在上下移動(dòng)過程中運(yùn)用UWB傳感器不斷反饋的數(shù)據(jù)，判斷是否到達(dá)目標(biāo)信號(hào)源的樓層，到達(dá)目標(biāo)信號(hào)源的樓層移動(dòng)到對(duì)應(yīng)樓梯口；

步驟五、當(dāng)無人小車到達(dá)目標(biāo)樓層時(shí)，再次通過UWB無線測距傳感器接收目標(biāo)信號(hào)源的信號(hào)，并確定此時(shí)的位置到目標(biāo)信號(hào)源的最優(yōu)路線；

步驟六、無人小車根據(jù)步驟五確定的路線結(jié)果移動(dòng)到目標(biāo)信號(hào)源的位置。

優(yōu)選的，所述步驟二中，蟻群算法包括：定義一個(gè)具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的有權(quán)圖G＝(N，A)，其中N表示節(jié)點(diǎn)集合N＝1，2，…，n，A表示邊，A=(i，j)|i，j∈N，節(jié)點(diǎn)之間的距離設(shè)為(d_ij)_n×n，目標(biāo)函數(shù)即最小化起點(diǎn)到終點(diǎn)的距離之和；

設(shè)整個(gè)螞蟻群體中螞蟻的數(shù)量為m，路徑節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為n，節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的相互距離為d_ij(i，j＝1，2，…，n)，t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j連接路徑上的信息素濃度為τ_ij(t)，初始時(shí)刻，各個(gè)節(jié)點(diǎn)間連接路徑上的信息素濃度相同，設(shè)為τ_ij(0)=τ₀；

螞蟻k(k＝1，2，…，m)根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)間連接路徑上的信息素濃度覺定其下一個(gè)訪問節(jié)點(diǎn)，設(shè)(t)表示t時(shí)刻螞蟻k從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)j的概率，其計(jì)算公式如下：

其中，η_ij(t)為啟發(fā)函數(shù)，表示螞蟻從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)j的期望程度；allow_k(k＝1，2，…，m)為螞蟻k帶防偽節(jié)點(diǎn)的集合；d為信息素重要程度因子；β為啟發(fā)函數(shù)重要程度因子。

優(yōu)選的，確定t時(shí)刻螞蟻k從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)j的概率后，首先計(jì)算每個(gè)個(gè)體的累積概率q_i，如下式：

q_j相當(dāng)于轉(zhuǎn)盤上的跨度，跨度越大的區(qū)域越容易選到，l表示下一步可選的路徑的數(shù)量；