本发明涉及agv控制技术领域，具体涉及一种agv导航调度实现系统及agv控制系统。
背景技术：
有轨迹自动导引是agv自动导航的一种特定方式，目前常用的形式有磁条、色带、二维码等多种方式，agv导航是沿着当前轨迹路径行驶直到遇到控制标签(左转、右转等)，以这种形式配合预先设定的程序流程完成导航任务。这种方式中：agv的某些控制信息由实物地标标签给出，地面铺设环境不统一，实施成本高；agv根据传感器读取现场环境信息，导航程序需要依据环境信息定制化编写，当环境信息(agv路径变化)变化时，agv现场路径需要重新铺设，相应软件也需做相应改动，开发维护成本高。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何一种通用、开发成本低的agv导航调度实现系统及agv控制系统。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种agv导航调度实现系统，包括：地图设计模块，用于设计有迹导航地图；agv调度模块，用于基于设计的有迹导航地图进行agv调度；agv导航模块，用于基于计的有迹导航地图以及agv调度模块的调度结果进行agv导航。
优选地，所述地图设计模块具体用于将所述有迹导航地图的格式设计为：包含节点和路径，所述节点对应实际的位置标签，所述路径对应实际的轨迹标志。
优选地，所述地图设计模块具体用于将所述有迹导航地图的格式设计为：节点是地图中的一个点，其基本信息包括id编号、位置、姿态、位姿偏移补偿属性、节点类型；所述id编号为标签信息，是节点的唯一标志，不能同时存在id相同的两个节点；所述位置为节点在场景地图中的坐标信息；所述姿态为agv到达该点规定姿态；所述位姿偏移补偿属性是现场agv应用姿态与理论值之间存在的偏差值；所述节点可根据agv任务分为多种类型，根据agv任务，将节点分为普通路径点、停靠点、充电点三种类型，其中，所述普通路径点作为agv转向点或临时停车点，agv到达该点无位置精度和姿态要求；所述停靠点为agv定位的停车工位点，agv在该点有位置和姿态精度要求，路径的交叉节点不能作为停靠点，agv到达该点后不能在预设的大范围旋转调整姿态；所述充电点是地图中放有充电机的位置点，包含停靠点的所有属性要求。
优选地，所述地图设计模块具体用于将所述有迹导航地图的格式设计为：所述路径存在于两个节点之间，对应agv行驶轨迹标志，两个节点之间最多有一条路径，路径具备方向、速度等级、避障属性；其中，所述方向是代表两个节点间agv可行驶的方向，可为双向或以一节点为起点的单向；所述速度等级代表agv行驶在该路径的速度要求，不同速度等级代表agv的行驶速度不同；所述避障属性规定了非接触性避障传感器的使用方式，包括避障区域切换或临时禁用这两种方式。
优选地，所述agv调度模块具体用于：在指定起点和终点的情况下，根据地图设计模块所设计的地图中节点间路径信息规划出最优规划路径，地图中每个节点具备坐标位置属性，路径的方向信息规定了节点间的拓扑关系。
优选地，所述agv调度模块规划最优规划路径具体为：采用a*算法进行路径规划，在路径搜索的过程中以起点到搜索点的距离加上搜索点到终点的距离之和作为代价值，其中各距离值均根据节点的坐标位置计算，每一步的搜索方向由节点间的路径拓扑关系确定，选取每一步搜索中代价值最小的节点作为规划点，构成的节点序列则为所述最优规划路径。
优选地，agv导航模块具体用于：依据地图设计模块所设计的地图中的信息和agv调度模块规划得到的所述最优规划路径控制agv运动，导航的前提是agv定位，agv导航要求其初始位置在节点位置，agv上标签识别传感器识别当前位置的位置标签从而得到id编号，还识别得到agv当前姿态与标签中心的位置偏移，通过id编号从地图中查询对应的坐标信息，加上所述位置偏移值得到agv当前位置，从而得到agv当前位姿，agv运动出位置标签后根据其里程计信息进行位姿更新，直到agv导航到达下一个位置标签后再根据标签识别传感器及地图信息更新agv位姿状态，以此对agv进行定位；再根据agv定位位姿姿态、agv调度模块得到的所述最优规划路径和地图中节点和路径信息控制agv导航至下一节点，并在进入停靠点前提前调整agv姿态，节点间导航时控制agv沿所述agv行驶轨迹标志行驶，行驶速度由地图中路径的速度等级决定，并根据地图中路径的避障属性切换避障区域或者临时禁用避障传感器，agv到达终点时，根据节点的位姿偏移补偿属性控制agv最终运动到目标位置。
本发明还提供了一种agv控制系统，包括所述的agv导航调度实现系统。
(三)有益效果
本发明中地图设计模块规定了节点和路径类型并提供了agv定位信息和能够反映现场环境对agv导航的约束信息，调度模块基于地图进行路径规划，导航模块根据路径和地图信息实现运动控制。在现场路径环境改变情况下，只需要根据现场变化改变地图，不需要改变agv调度及导航方式，提高了agv使用的通用性，省去了现场需求变化后的调试工作。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明设计了一种基于有迹导航地图设计的agv导航调度实现系统。地图规定了节点和路径类型，提供了agv定位信息和能够反映现场环境对agv导航的约束信息。该调度系统包括有迹导航地图设计模块、agv调度模块和agv导航模块，agb调度模块是基于地图信息进行路径规划，agv导航模块是根据路径和地图信息进行运动控制，在现场路径环境改变的情况下，只需要根据现场环境变化改变地图信息，不需要改变agv调度模块及导航模块，提高了agv使用的通用性，省去了现场需求变化后的调试工作。同现有技术相比，本发明中，agv路径导航的约束信息由地图信息提供，现场无需特殊控制地标标签，只需铺设位置标签和路径，统一铺设条件，简化了铺设流程、减少了铺设成本；agv调度模块根据地图信息执行，现场需求变化后，依照地图格式要求重新设置环境、铺设轨迹，agv调度模块无需修改，实现成本低，并且地图可根据环境添加属性，扩展性强。
具体而言，本发明提出的一种agv导航调度实现系统，包括：包括：地图设计模块、agv调度模块、agv导航模块。
地图设计模块，用于设计所述有迹导航地图的格式为：包含节点和路径，所述节点对应实际的位置标签，所述路径对应实际的轨迹标志，二者具有不同的类型属性，代表不同的功能含义，以供agv导航控制使用；
其中，所述节点是地图中的一个点，其基本信息包括id编号、位置、姿态、位姿偏移补偿属性、节点类型；所述id编号为标签信息，是节点的唯一标志，不能同时存在id相同的两个节点；所述位置为节点在实际场景地图中的坐标信息；所述姿态为agv到达该点规定姿态；所述位姿偏移补偿属性是实际现场agv姿态与理论值之间存在的偏差值，该偏差值在agv高精度定位需求下使用，由实际现场agv传感器读取修正，所述位姿偏移补偿属性实现了可允许一定的位置标签安装误差，降低了位置标签安装要求；所述节点可根据agv任务分为多种类型，根据agv任务，将节点分为普通路径点、停靠点、充电点三种类型，其中，所述普通路径点作为agv转向点或临时停车点，agv到达该点无位置精度和姿态要求；所述停靠点为agv准确定位的停车工位点，agv在该点有位置和姿态精度要求，路径的交叉节点不能作为停靠点，agv到达该点后不能大范围旋转调整姿态(进入前姿态调整完毕、进入后精确调整)；所述充电点是地图中放有充电机的位置点，也是一种特殊的停靠点，因此其包含停靠点的所有属性要求，另外要求相邻节点只有一个(只有一条路径到达)。
所述路径存在于两个节点之间，对应agv行驶轨迹标志，所述agv行驶轨迹标志包括色带、磁条。两个节点之间最多有一条路径，路径具备方向、速度等级、避障属性；其中，所述方向是代表两个节点间agv可行驶的方向，可为双向或以某一节点为起点的单向；所述速度等级代表agv行驶在该路径的速度要求，不同速度等级代表agv的行驶速度不同，以适应不同区域的工况速度要求；所述避障属性规定了非接触性避障传感器的使用方式，包括避障区域切换或临时禁用这两种方式，可使得agv顺利进出狭窄区域(如工位)。
agv调度模块，用于基于设计的有迹导航地图进行agv调度；在指定起点和终点的情况下，根据所设计的地图中节点间路径信息规划出最优规划路径(包括节点序列)，以便下一步进行agv导航，地图中每个节点具备坐标位置属性，路径的方向信息规定了节点间的拓扑关系，规划出最优规划路径具体为：采用a*算法进行路径规划，在路径搜索的过程中以起点到搜索点的距离加上搜索点到终点的距离之和作为代价值，其中各距离值均根据节点的坐标位置计算，每一步的搜索方向由节点间的路径拓扑关系确定，选取每一步搜索中代价值最小的节点作为规划点，构成的节点序列则为所述最优规划路径。
agv导航模块，用于依据地图设计模块所设计的地图中的信息和agv调度模块规划得到的所述最优规划路径控制agv运动，导航的前提是agv定位，agv导航要求其初始位置在节点位置，agv上标签识别传感器识别当前位置的位置标签从而得到id编号，还识别得到agv当前姿态与标签中心的位置偏移，通过id编号从地图中查询对应的坐标信息，加上所述位置偏移值得到agv当前位置，从而得到agv当前位姿，agv运动出位置标签后根据其里程计信息进行位姿更新，直到agv导航到达下一个位置标签后再根据标签识别传感器及地图信息更新agv位姿状态，以此对agv进行定位；再根据agv定位位姿姿态、agv调度模块得到的所述最优规划路径和地图中节点和路径信息控制agv导航至下一节点，并在进入停靠点前提前调整agv姿态，节点间导航时控制agv沿所述agv行驶轨迹标志行驶，行驶速度由地图中路径的速度等级决定，并根据地图中路径的避障属性切换避障区域或者临时禁用避障传感器，agv到达终点时，根据节点的位姿偏移补偿属性控制agv最终运动到目标位置。
可以看出，本发明规定的有迹导航地图不仅包含基本的环境位置关系，也包含位置间的拓扑关系、agv在不同位置的运动控制信息，因此当现场环境改变情况下，只需要根据现场环境改变地图内容，agv路径导航和调度模块仍然可以直接使用，而不需要改变导航方式及调度方式，减少了agv的维护成本，通用性强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。