[发明专利]穿梭车导航控制方法及系统

权利要求书

1.一种穿梭车导航控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取多台四向穿梭车的位置信息和速度信息；

基于位置信息和速度信息，建立目标函数，设置约束条件，约束条件包括提升机约束以及排序约束；

对目标函数进行求解，生成多台四向穿梭车的任务执行计划，得到最优解输出并控制穿梭车；

建立的目标函数为：

以最小化运行时间、最小化加速能量，建立多目标函数：

minf(X)＝min{f₁(X)，f₂(X)}

其中，运行时间最大值f₁＝Max{T_ij}-Min{t_ij}能量损耗最大值f₂＝Max{m_ij×V_ij²}；是穿梭车索引，I为穿梭车总数，i＝1，2，3……I；j是任务索引，J为任务总数，j＝1，2，3……J；T_ij为穿梭车i在任务j的执行时间；t_ij为在穿梭车i在任务j的停止时间，包括上货和下货的时间；m_ij为穿梭车i在任务j的运输货物的重量，V_ij为穿梭车i在任务j的运输过程中的最大速度；

设置约束条件的方法如下：

提升机约束：

其中，K表示提升机集合，k∈K，K＝{1，...，nK}；x_i，j，k表示穿梭车i在任务j，利用第k个提升机；

排序约束：

前一任务完成货物交换后才能将穿梭车行驶到下一任务位置处：

其中，e_i，j为穿梭车i在任务j结束作业时间；q_i，j+1为穿梭车i在任务j+1的开始作业时间；E_j，j+1是任务j与任务j+1之间的运输时间；

m_ij≤T_max，m_ij为穿梭车i在任务j的运输货物的重量，T_max为一辆穿梭车的最大载重；

生成穿梭车的任务执行计划的方法如下：

s_i,j为穿梭车i执行订单j的距离；

p_ij为穿梭车i执行订单j的奖金，等于s_i,j；

S1，初始化蚁群算法，产生多只巡逻蚂蚁，每只蚂蚁为执行所需要的穿梭车，初始化令所有蚂蚁均为“成功”的蚂蚁，令每只蚂蚁的奖金收益为穿梭车可行驶的最大距离maxlength；

S2，如果达到终止条件，则执行步骤S6，如果没有达到终止条件，计算蚂蚁下一步可行的移动位置，蚂蚁每走一步即选择一个任务位置；如果蚂蚁完成了搜索，即已完成J个任务的构造，计算该蚂蚁所获取的奖金收益，所述终止条件为已有r只蚂蚁完成搜索，r≤穿梭车总数I；

S3，如果一个蚂蚁所收集的总奖金小于之前“成功”蚂蚁所收集平均奖金，则认为该蚂蚁的搜索是“成功”的，如果某一蚂蚁的搜索“成功”，则用该蚂蚁更新平均奖金，并更新信息素；

S4，如果信息素被使用，则对下一步的移动进行决策，从p₁点走向p₂点的概率：

其中，p_τ为p₁点走向p₂点的概率，p₂为订单p₁执行之后可行的订单，为蚂蚁从p₁点走向p₂在信息素表中对应的信息素值；

S5，如果蚂蚁完成了搜索，分配新任务给空闲蚂蚁，返回步骤S2；

S6，输出任务执行计划。