[发明专利]基于二维码导航的多AGV移动机器人路径优化方法

说明书

本发明公开了一种基于二维码导航的多AGV移动机器人路径优化方法，包括步骤：S1，对于实际地形地图状态下的二维码地标贴片方式进行规定；S2，基于AGV电池电量设置多移动机器人运行优先级策略；S3，基于A*算法提出一种基于二维码移动机器人的程序性避障算法，避免机器人运行过程中产生的冲突；S4，采用基于路径交汇点的调度交通法则，减少AGV移动机器人在运行过程中出现的垂直碰撞的可能性。本发明基于实际工厂测试环境，障碍物占比50％的二维码地图上对于以上策略进行测试，实验结果表明本发明所提出的基于二维码导航的多AGV移动机器人路径优化方法能在保持多机器人路径搜索效率和安全性的基础上使整体路径长度最短。

技术领域

本发明属于机器人路径规划及多机器人调度领域，特别是一种基于二维码导航的多AGV移动机器人最短路径死锁及路径冲突现象的优化方法。

背景技术

随着市场对于物流自动化装备需求的不断增加，机器人在物流行业得到越来越广泛的应用，近年来，电商和快递业的爆发式增长更是催生了物流机器人的蓬勃发展，机器人已经从传统的码垛、拆垛、搬运等工作，深入到了仓储、分拣、配送等环节。

按应用领域来看，物流机器人被分为两类：一类用于工业制造，一类用于商业物流。物流机器人实现的功能主要是搬运、码垛、拆垛、分拣等。在工业制造领域。汽车、电子、金属加工等行业依然是物流机器人的主要应用行业；在商业物流领域，电商、快递行业对具有分拣功能的物流机器人(AGV)的需求最为迫切。AGV的主要任务就是要快速有效地抵达目的地，因此AGV的自主导航能力尤为重要。而路径规划则是使得AGV能够进行自主导航的关键技术之一。根据工作任务需求，从当前起始位置出发根据算法计算出一条能抵达目标位置且满足各项约束条件的最优路径，是路径规划的主要目的，设计一个合理的路径规划算法是其核心问题。

在AGV移动机器人的调度及路径规划当中，多移动机器人的协作问题也尤为重要，多台移动机器人良好的协作不但可以加快实际生产进度和效率，还可以为企业带来更多的经济效益。而对于多移动机器人协作而言，机器人群体之间的路径规划和解决路径冲突问题作为多机器人调度的关键性技术得到了广泛关注。目前常用的多机器人调度及路径规划算法有优先级路径规划法，交通管制法。其中优先级路径规划算法通过为每一个机器人设置一个唯一的优先级，根据机器人的优先级从高到低对机器人进行路径规划，并且优先级低的机器人所规划的路径必须避开优先级高的机器人。但在优先级规划法应用于仓储物流时，由于多台AGV路径规划的重复性路段而可能出现路径死锁的现象，如图1所示。而交通管制法中先独立规划各个机器人的运动路径，然后在运动过程中通过改变机器人的速度，以实现机器人之间的无冲突运动，但是该方式在进行避碰避障时会降低系统的运行效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于二维码导航的多AGV移动机器人最短路径死锁及路径冲突现象的优化方法，提升整体AGV移动机器人调度的效率。

本发明采用的技术方案是：基于二维码导航的多AGV移动机器人路径优化方法，包括以下步骤：

S1，对于实际地形地图状态下的二维码路标贴片方式进行双向化规定，降低出现路径死锁路径的可能性。

S2，基于AGV移动机器人的电池电量信息，设置各移动机器人运行优先级策略，以实现多AGV移动机器人优先级调度。

S3，基于A*算法构建二维码移动机器人的程序性避障算法，使AGV移动机器人在运行过程中避免路径冲突。

S4，采用基于路径交汇点的调度交通法则，避免AGV移动机器人运行中在路径交汇点出现的垂直碰撞。

进一步，所述步骤S1中实际地形地图状态下的二维码路标贴片方式的双向化规定，具体包括：

S11，在实际地形地图每个栅格的中心点贴上二维码地标，将工作站点和特殊位置信息抽象为节点，并用栅格表示。