一种5G通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法及其系统与流程

本发明涉及密集库内的穿梭车路径规划，尤其涉及一种5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法及其系统。

背景技术：

1、密集库是一种利用穿梭车进行存取货物的特殊货架系统，由穿梭车、升降机、充电站、货架导轨一上位调度管理软件组成，可实现货架深度上货物的连续存储，达到存储密度的最大化；密集库的工作流程是，在货架深度方向设置穿梭车轨道，入库时只需要将货物动刀升降机入口站台，系统更具货物存储位置控制升降机，将货物输送到相应的层，同时穿梭车到升降机站台取货，然后将货物搬运到货架内的指定的位置，出库过程则与之相反；穿梭车是一种在轨道上作业的智能机器人，可以在系统控制下实现出入库、盘点、放置等任务，并可与上位wms系统进行通讯或手持终端控制，结合应用rfid、条码等技术，实现自动识别、自动存取等功能；

2、现有技术cn113534750a公开了一种密集存储下的作业调度方法、装置、系统、设备及介质，该方法包括：根据各待执行任务之间的路径阻碍关系，确定各待执行任务之间的依赖关系，得到至少一个任务依赖集合；将每个任务依赖集合拆分为至少一个任务子集合，并确定各任务子集合之间的依赖关系；根据各任务子集合之间的依赖关系确定各任务子集合的优先级，并根据任务子集合中各待执行任务之间的依赖关系确定待执行任务的优先级；根据各任务子集合的优先级依次执行各任务子集合；在执行每个任务子集合时，确定执行该任务子集合中待执行任务的至少一个搬运设备，并根据任务类型按照待执行任务的优先级，调度至少一个搬运设备执行待执行任务；在现有技术中，穿梭车在轨迹规划时会受到上一优先级的穿梭车的路径规划的影响，导致在存取过程中的效率降低，为此本发明提出一种5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法及其系统。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出一种5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法及其系统，以更加确切地解决上述所述在现有技术中，穿梭车在轨迹规划时会受到上一优先级的穿梭车的路径规划的影响，导致在存取过程中的效率降低的问题。

2、本发明通过以下技术方案实现的：

3、本发明提出一种5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法，包括：

4、建立密集库的三维模型，并对穿梭车进行实时位置定位监测；

5、获取密集库的任务计划并确定密集库的运转状态；

6、根据运转状态将密集库单层模型进行栅格化，并构建穿梭车的路径地图模型；

7、在路径地图模型上，规划进库路径和出库路径，并设置穿梭车参数预防交通冲突；

8、构建仿真模型，仿真穿梭车的出入库能力，寻求最佳的穿梭车配置数量和参数。

9、进一步的，所述的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法，所述三维模型包括三个部分：

10、升降机：，其中、、...为1-k的升降机层数；

11、单层货架横向：，其中、、...为1-m的横向排列数量；

12、单层货架竖向：，其中、、...为1-n的竖向排列数量；

13、且和为同一货架的相邻侧。

14、进一步的，所述的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法，所述路径地图模型中，包括：

15、为每一个货架上的目标点设置在栅格图中的编号，并且设定交通规则；

16、所述交通规则包括：规定所有的轨道均为单行通道，并且行驶方向唯一；

17、栅格图中的编号采用表示。

18、进一步的，所述的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法，所述规划进库路径和出库路径包括：

19、假设目标点在，穿梭车从原点出发，原点到目标点之间的轨迹规划一共有种，而在穿梭车的工作行驶状态下，穿梭车的换向会消耗大量时间，所以考虑其转向时间，才能计算原点至目标点之间的最短时间，计算如下：；

20、；

21、在遍历种轨迹中选取经过最多x轨迹且经过最少y轨迹的最短路线所用的时间，在遍历种轨迹中选取经过最多x轨迹且经过最少y轨迹的最短路线所用的时间，a是轨迹规划路线，得到原点至每个目标点的最短路径包含两条。

22、进一步的，所述的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法，还包括：密集库中包括若干数量的穿梭车同步运行，通过聚类算法计算每个穿梭车的轨迹规划，计算如下：

23、；

24、为邻域轨迹点，为穿梭车所在点到目标点的路径规划线路；将目标点设为中心点，在x轨迹上，计算的个数有个，通过聚类其他穿梭车的轨迹规划为簇，经过坐标的时间聚类分析整合成不同的簇，在比对各穿梭车轨迹规划至的时间后，选取合适的邻域轨迹点作为路径规划点；

25、为了减少其换向步骤，寻找最合适的领域轨迹点，并根据其方向规划轨迹，穿梭车在每一步行驶过程中，进行一次聚类算法，从而对穿梭车的轨迹进行规划。

26、进一步的，所述的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法，所述设置穿梭车参数中，将密集库中的穿梭车的速度设为一致，在两穿梭车在路径规划轨迹相同时，根据其上货或下货的时间差，两者之间产生间距，进而防止两者产生路径冲突。

27、一种5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划系统，包括：

28、建立模块：建立密集库的三维模型，并对穿梭车进行实时位置定位监测；

29、获取模块：获取密集库的任务计划并确定密集库的运转状态；

30、构建模块：根据运转状态将密集库单层模型进行栅格化，并构建穿梭车的路径地图模型；

31、设置模块：在路径地图模型上，规划进库路径和出库路径，并设置穿梭车参数预防交通冲突；

32、仿真模块：构建仿真模型，仿真穿梭车的出入库能力，寻求最佳的穿梭车配置数量和参数。

33、进一步的，所述的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划系统，还包括：

34、信息通讯模块：按照拟定的通讯协议通过以太网或无线网络实现与业务系统、穿梭车、升降机的实时通讯；

35、状态监控系统：实现对穿梭车、升降机相关设备运行状态、接收任务工单状态、下达到付工单状态和选择的调度策略状态的实时显示；

36、设备管理模块：实现对接入的穿梭车和升降机及其相关设备的参数设定及其货架上货位信息的设定；

37、故障处理模块：实现对穿梭车、升降机及其相关设备上报的故障信息进行故障类型判断。

38、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法的步骤。

39、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法的步骤。

40、本发明的有益效果：

41、本发明提出的5g通讯下密集库的穿梭车的轨迹规划方法，通过将多层三维货架进行栅格化处理，利用路径轨迹点对穿梭车的行驶路径做出规划，同时通过聚类算法计算出穿梭车到目标点的最短路径，在调度过程中，不需要考虑系统配置的优先级，设置了穿梭车的行驶方向和速度，将路径冲突的可能性减少，进一步减少穿梭车在行驶过程中的等待时间，加快其运行效率，进一步提高整个密集库的使用效率；

42、本发明提出的聚类算法通过对穿梭车所在点的邻域轨迹进行聚类处理，定义核心点（所在点）及其密度相连的点的相关性，通过密度实现对空间对象的预测路径的规划，将所有小车的途径轨迹点进行聚类，读取轨迹点数据，得到在途径时间段时未与其他小车产生路径冲突的轨迹路线，得到最短的规划路径。