[发明专利]穿梭车导航控制方法及系统

说明书

本发明属于穿梭车技术领域，具体公开了一种穿梭车导航控制方法及系统，该方法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。采用本技术方案，建立目标函数，保证作业时间最短和需要的四向穿梭车数量最少，节约成本，解决了高加速度情况下系统运行不稳定的问题。

技术领域

本发明属于穿梭车技术领域，涉及一种穿梭车导航控制方法及系统。

背景技术

随着生产规模的扩大与土地资源的短缺，密集存储仓库在市场上的应用越来越广泛，密集存储仓库以密集货架为基础，具有密度大、封闭性高的特点，依靠在密集货架内往复运行的穿梭车完成货物的出入库作业。

目前国内市场上应用于密集存储系统的穿梭车控制技术还不够完善，尤其表现在速度控制方面。密集货架轨道长度相对较短，这使得穿梭车在货架巷道运行时的加速度大小直接决定着系统的运行效率，然而在传统匀加速速度控制的情况下，加速度的增大对于货物稳定性带来一定影响，在高加速度的情况下系统运行不够稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种穿梭车导航控制方法及系统，解决高加速度情况下系统运行不稳定的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为一种穿梭车导航控制方法，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。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：本方案利用位置信息和速度信息，生成后续所需的任务执行计划，并建立目标函数。利用约束条件对目标焊接进行优化求解，得到最优解输出并控制穿梭车，实现对穿梭车的自动导航控制，保证穿梭车在最优解控制下稳定运行。

进一步，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：

其中，运行时间最大值；能量损耗最大值；i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；为穿梭车i在任务j的执行时间；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；为穿梭车i在任务j的运输货物的重量，为穿梭车i在任务j的运输过程中的最大速度。

建立目标函数，保证作业时间最短和需要的四向穿梭车数量最少，节约了成本。

进一步，计算速度时，对每台四向穿梭车进行变加速度控制，保证直行阶段所需时间尽量少，在起点、拐角和终点的速度为零，在速度为零的两点之间执行：

速度为零的两点之间的运行时间分为4段，分别为0至t1阶段、t1至t2阶段、t2至t3阶段，以及t3至t4阶段；

0-t1加加速阶段：逐渐加速，速度由0增大到，并且加速度逐渐增大，加加速度为；

t1-t2减加速阶段：逐渐加速，速度由增大到，并且加速度逐渐减小，直至加速度为零，加加速度为：

t2-t3加减速阶段：逐渐减速，速度由减小到，并且加速度逐渐增大，加加速度为：

t3-t4减减速阶段：逐渐减速，速度由减小到0，并且加速度逐渐减小，加加速度为：

且有速度为零的两点之间的距离S满足：