一种四向穿梭车路径冲突调度方法与流程

本发明属于一种调度方法，具体是在物流设备中的四向穿梭车的规划路径冲突调度方法。

背景技术：

随着物流中心业务类型的多样化、复杂化，四向穿梭车作为新的自动化存储技术逐渐走进人们的视野。四向穿梭车作为多层穿梭车的升级版，实现多向行驶、跨巷道高效、灵活作业、空间最大化。近几年，越来越多的四向穿梭车得到了成功的应用，但是在控制调度、路径搜索算法等方面仍具有较高难度及研究价值。

传统的单一控制的搬运小车，由于在一个固定的区域内工作，该区域内搬运小车和指令位置是确定且对应的，不会出现其它小车驶入该区域的问题，因此传统的路径规划，并不存在冲突的问题，只要解决最近路线或者简单定位就能完成控制。

而四向穿梭车，其优势就是可以跨巷道作业，可以体现出很好的灵活性。在一个整体的运动区域来说，多个四向穿梭车同时工作，随之而来的是路径规划和路径冲突的问题。

对于路径规划，业界有很多算法来解决，回溯算法、深度优先等算法，在此领域也有很多技术方案可以借鉴。其要解决的问题是挑选一条阻挡少，用时成本最低的一条路径。

对于路径冲突的问题，还未有比较好的办法，特别对于四向穿梭车这种物流领域，因为在这样的场景下，具有以下几个特点：1、各物流项目具体而个性化，没有一个标准模式可以照搬，2、四向穿梭车作为自动化搬运工具，有很多状态，比如执行任务与否，空载还是满载，执行任务的起点和终点位置不特定，本身四向穿梭车还有一定的体积，可以出现占位，还不是一个理论上的单一的圆点。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，解决路径冲突的问题，本发明创新设计了一种四向穿梭车路径冲突调度方法。

本发明的技术方案是一种四向穿梭车路径冲突调度方法。

为了说明问题方便，首先，我们定义如下：所述的四向穿梭车是一种可以在交叉路线阵列上，沿纵向或者横向轨道行驶的物流设备。

定义每个交叉路线的交点为节点。

定义所述的四向穿梭车转换运动方向的节点和运动的终点均为拐点。

定义被系统调度预约占用的节点为被锁节点。

定义被四向穿梭车实际占位的节点为占用节点。

调度方法包括以下步骤：

（1）接到寻路指令，按照路径算法从当前点至终点寻路；

（2）判断拐点前所有节点是否存在被锁节点；若否，执行第（3）步骤，若是，按照解锁方法执行调度；

（3）下达指令锁定拐点及其拐点前所有节点；

（4）判断锁定的拐点和节点之中有无占用节点，若有，按照避让方法执行避让调度；若无执行第（5）步；

（5）判定最后一个节点是否是终点，若是，调度下发四向穿梭车运动至终点，结束；若否，调度下发四向穿梭车运动至拐点，然后返回第（1）步；

所述的避让方法是指：判定占用或锁定节点构成阻挡的其它四向穿梭车是否有执行任务指令，若有，则携带该不能避让的节点指令返回第（1）步重新寻路；若无，则下发指令，让阻挡的四向穿梭车移出寻路规划的节点，或指令寻路通过的四向穿梭车主动绕行，实施避让；

所述的解锁方法是指：判定锁定节点的四向穿梭车的指令能否解锁，若不能，则执行所述的避让方法，让阻挡的四向穿梭车移出节点或重新寻路，若能，则下发指令，让四向穿梭车等待阻挡的四向穿梭车通过后，待锁定节点解锁，再指令通过。

优选的，路径算法是指使得路径中包含的拐点最少且路径最短。例如：根据深度搜索及回溯算法，1、将起始点设置为已访问，将其入栈；2、查看栈顶节点v有没有可以到达、且没有入栈、且没有从这个节点出发访问过的节点；3、如果有，则将找到的这个节点入栈；4、如果没有，则将节点v访问到下一个节点的集合中每个元素赋值为零，v出栈；5、当栈顶元素为终点时，设置终点没有被访问过，打印栈中元素，弹出栈顶节点6、重复执行1-5，直到栈中元素为空。还可以结合项目运用条件，在上述路径中再进行择优，挑选一条阻挡少，用时成本最低的一条路径。

在上述的方案中，优选的，当锁定节点能解锁时，则下发指令，让四向穿梭车前进至规划路径上离锁定节点最近的非锁定节点等待。这样可以充分利用等待前的时间，将运输小车调度至靠近的节点上等待，可以节约通过时间，提高效率。

在上述的方案中，优选的，所述的避让方法中：若阻挡的四向穿梭车无执行任务指令，则比较阻挡的四向穿梭车和寻路通过的四向穿梭车的总重量大小，让重量轻者移出寻路规划的节点或主动绕行，实施避让。这样可以区分满载和空载，使得满载车辆优先，空载车辆避让。优化了调度优选效果。

有益效果

1.克服了现有技术中确定路线，无法更改，道路占用率高，整体效率低的问题。

2.指定了运动设备如何选择合适位置自动避让，以及合适的避让规则。

3.具体的指令下达方式，缩短了冲突规划的范围，以拐点为分段点，规划锁定节点只在拐点以前，也就是只锁定沿直线运动部分，使得冲突规则变得简单化，经过拐点后再重新寻路，这样分段锁定，有可以尽可能不占用整个路径。使得系统运行的更流畅。

附图说明

图1本发明的冲突调度方法的流程示意图之一

图2本发明的冲突调度方法的流程示意图之二

图3实施例2中的调度方案示意图

图4实施例3中的调度方案示意图

图5、6实施例4中的调度方案示意图

图7、8、9实施例5中的调度方案示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，一种四向穿梭车路径冲突调度方法。为了说明问题方便，首先，我们定义如下：所述的四向穿梭车是一种可以在交叉路线阵列上，沿纵向或者横向轨道行驶的物流设备。

定义每个交叉路线的交点为节点。

定义所述的四向穿梭车转换运动方向的节点和运动的终点均为拐点。

定义被系统调度预约占用的节点为被锁节点。

定义被四向穿梭车实际占位的节点为占用节点。

调度方法包括以下步骤：

（1）接到寻路指令，按照路径算法从当前点至终点寻路；

（2）判断拐点前所有节点是否存在被锁节点；若否，执行第（3）步骤，若是，按照解锁方法执行调度；

（3）下达指令锁定拐点及其拐点前所有节点；

（4）判断锁定的拐点和节点之中有无占用节点，若有，按照避让方法执行避让调度；若无执行第（5）步；

（5）判定最后一个节点是否是终点，若是，调度下发四向穿梭车运动至终点，结束；若否，调度下发四向穿梭车运动至拐点，然后返回第（1）步；

所述的避让方法是指：判定占用或锁定节点构成阻挡的其它四向穿梭车是否有执行任务指令，若有，则携带该不能避让的节点指令返回第（1）步重新寻路；若无，则下发指令，让阻挡的四向穿梭车移出寻路规划的节点，或指令寻路通过的四向穿梭车主动绕行，实施避让；

所述的解锁方法是指：判定锁定节点的四向穿梭车的指令能否解锁，若不能，则执行所述的避让方法，让阻挡的四向穿梭车移出节点或重新寻路，若能，则下发指令，让四向穿梭车等待阻挡的四向穿梭车通过后，待锁定节点解锁，再指令通过。

路径算法是指使得路径中包含的拐点最少且路径最短。例如：根据深度搜索及回溯算法，1、将起始点设置为已访问，将其入栈；2、查看栈顶节点v有没有可以到达、且没有入栈、且没有从这个节点出发访问过的节点；3、如果有，则将找到的这个节点入栈；4、如果没有，则将节点v访问到下一个节点的集合中每个元素赋值为零，v出栈；5、当栈顶元素为终点时，设置终点没有被访问过，打印栈中元素，弹出栈顶节点6、重复执行1-5，直到栈中元素为空。还可以结合项目运用条件，在上述路径中再进行择优，挑选一条阻挡少，用时成本最低的一条路径。

在上述的方案中，当锁定节点能解锁时，则下发指令，让四向穿梭车前进至规划路径上离锁定节点最近的非锁定节点等待。这样可以充分利用等待前的时间，将运输小车调度至靠近的节点上等待，可以节约通过时间，提高效率。

在上述的方案中，所述的避让方法中：若阻挡的四向穿梭车无执行任务指令，则比较阻挡的四向穿梭车和寻路通过的四向穿梭车的总重量大小，让重量轻者移出寻路规划的节点或主动绕行，实施避让。这样可以区分满载和空载，使得满载车辆优先，空载车辆避让。优化了调度优选效果。

图1给出了基本的流程示意，图2给出了进一步优化的流程示意。

实施例2

如图3所示，库内货架情况如图所示，b车接t1托盘出库，同时c车静止，c对b车行走路径不会产生干涉。不需要避让，直接规划路径出库。

实施例3

如图4所示，库内货架情况如图所示，b车接t1托盘出库，同时c车接t2托盘出库，b车先执行指令，t1和t2相邻，无法重新规划路径，b车c车互有被锁节点。c车前进至靠近的等待节点等待，待b车执行完毕后，节点未被锁定时，再执行指令。

实施例4

如图5所示，b车接t1托盘出库。c车静止，无任务，且空载，c车在b车必走的行走路径上，此时c车主动避让至下图6中的位置，实施避让。

实施例5

如图7所示，b车接t3托盘出库。c车静止，c车在b车必走的行走路径上，此时c车应该主动避让，但c车找不到避让路径，只能b车主动避让至图8所示的位置，然后c车再实施避让至图9所示的位置，然后b车再执行出库指令。

或者b车直接主动重新规划路径，从右侧通路绕行至其它出口出库。

上述实施例是本发明的路径冲突规划的某些典型的方式，并不代表全面情况，具体的技术方案以说明书记载为准。