本发明涉及智能机器人技术领域，具体说涉及一种室外应用的物流agv交通避让技术和装置。
技术背景
agv是自动驾驶无人车的英文缩写，属于移动机器人的范畴，近10年间在国内外的推广应用越来越广泛，主要应用于环境简单布局相对规范的室内环境中，室外条件下，由于环境复杂，对传感器的影响比较大，且一般由于社会车辆通行的原因，道路空间紧张，大多情况下很难为agv专门开辟出专用的双向通道，而单向的通道就面临着复杂的避让问题，此外agv通过交通路口时，如何对行人和社会车辆进行安全的避让也是目前室外agv调度运行需要重点解决的问题。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提出了一种室外环境应用的agv交通避让技术和实现装置。用以解决室外环境下多agv之间的协同避让以及agv与社会车辆之间的安全避让。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种室外agv交通避让技术，包含如下步骤：
a)分析当前接受任务的agv与其他正在运行agv的路径重叠区域，插入避让等待点；b)agv在避让等待点处停止等待，反复查询分析避让agv的状态，判断可否通行；c)特殊情况下，调度系统对正在运行的agv预先插入避让功能点，确保当前优先级较高的agv运行通畅；d)在路口交通灯区域，根据agv的优先级，主动控制修改或者遵循交通灯的通讯指示通行；e)通过视觉识别技术，识别交通灯的通行标识，遵循标识通行。
其中步骤a)具体为：
1)遵循“先来后到”的原则，后车对前车进行主动避让，前车优先通行；
2)agv接受任务生成到目的地点的路径，同时分析当前agv的运行路径是否与其他agv运行路径的剩余部分有重叠；
3)如果有重叠，计算重叠区域，在重叠区域的前一个直线片段插入一个避让等待功能点，并将功能点与对应的冲突agv进行关联标记；
步骤b)具体为：
1)agv运行到避让等待功能点时自动停止，等待调度系统的通行指令，调度系统定时汇总所有agv的运行状态和位置，并根据避让区域内的agv位置和状态，适时对等待的agv下达通行命令；
2)调度系统分析冲突agv的运动方向，如果是同向，且对方的位置满足在一定安全距离外，则后车agv可以继续进入冲突区域；其他情况下，当前agv优先级不高且运行节拍满足要求时，后车agv在避让点等待前车通过。
步骤c)具体为：
1)如果当前agv的优先级很高，在生成任务路径时，调度系统分析当前正在运行的agv的剩余路径，并向有冲突的agv(尚未进入避让区)动态插入避让等待功能点，确保当前agv的运行通畅。
2)如果当前工作节拍比较紧，agv运行到避让等待点后，冲突agv的运动方向与当前agv的方向正好相反，在不考虑特殊优先级的情况下，若冲突agv根据其当前速度运行到避让区的时间超过1分钟，当前agv可优先进入避让区，同时上报调度系统，调度系统为冲突agv在避让区外额外添加避让功能点。
步骤d)具体为：
1)对交通灯进行改造，加入控制模块和通讯模块，与调度系统进行交互通讯，可自主控制交通灯的颜色。
2)agv优先级不高时，在生成路径时在距离交通灯区域1m的位置插入等待功能点，agv运行到功能点后停止，等待调度系统的下一步指令，调度系统接收交通灯的状态信息，借此对agv下达指令通行。
3)agv优先级较高时，在距离交通灯区域10m处插入交通灯通讯功能点，在距离交通灯区域1m处插入等待功能点，agv运行到通讯功能点时，上报调度系统，调度系统与交通灯进行紧急通讯，交通灯状态变化后，调度系统通知agv，则此时agv经过等待功能点时不停止，直接通过交通灯区域，通过后调度系统通知交通灯恢复正常。若调度系统未能及时通知agv通行，则agv在等待功能点降速停止，等待指令。
步骤e)具体为：
1)不需要对交通灯进行改造，agv配备视觉识别模块，对交通灯的当前信号显示进行视觉模式识别；
2)agv生成路径时，在交通灯区域前1m位置添加避让等待点，agv运行到等待点停止，扫描信号灯，根据自己的运行方向，识别对应的信号灯通行标识。
本发明实施例提供一种室外型agv交通避让装置，其特征在于，所述装置包括如下五个部分：
惯性导航agv，在地面埋设磁钉用于惯性导航的校准，无视雨雪、温度等室外环境的影响，是目前可用于室外物流运输的一种比较高效可靠的agv。
4g通讯系统，考虑到室外环境ap组网的复杂性，agv和调度系统、调度系统和交通灯之间均采用4g通讯。
调度系统，一台上位机服务器，用于监控所有agv的运行状态、执行任务下发、避让命令、路径分析、任务完成情况上报等工作。
视觉识别模块，采用rgb相机，识别交通灯的绿色通行标识，进而判断当前agv是否可继续通行。
交通灯通讯控制模块，对交通灯进行改造，加入控制和4g通讯模块，采集交通灯的状态上报给调度系统，并根据调度系统的指示修改交通灯的状态。
本发明具有以下效果及优点：
1.采用预先插入避让功能点方式可确保一旦网络出现故障，agv能够在避让点自动停下来，不会造成安全事故。
2.根据客户现场的条件和客户需求，对社会车辆的避让可采用对交通灯进行改造和视觉识别两种方式。对交通灯进行改造，加入通讯和控制模块，使得调度系统可以与交通灯进行反复握手通讯，增加了整个系统的灵活性和安全性；采用视觉识别的方式，无需对交通灯进行改造，适应性较好。
3.整个室外系统的通讯采用4g模块，无需考虑复杂的ap网络布设，也可为后期的远程监控提供方便。
4.整个避让系统(包括所有agv和交通灯)受调度系统集中控制，调度系统实时采集各个单元的状态信息，对整个系统进行统一分析，同时调度系统也与客户的任务管理系统进行对接，提高了整个系统的效率和安全性。
附图说明
图1为本发明的室外型agv交通避让装置整体结构图；
图2为本发明中视觉模块所识别的交通灯样式；
图3为agv与agv之间的避让方法示意图；
图4为agv与agv之间的避让方法流程图
图5为agv在交通灯区域与社会车辆的避让方法流程图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
附图1是本发明实施例提供的室外型agv交通避让装置，具体包含惯性导航agv、4g通讯系统、调度系统、视觉识别模块和交通灯通讯控制模块。其中惯性导航agv是适合于室外运行的，本体具备防水和适应不同温度气候的一种室外型agv；调度系统是整个避让系统的控制中枢，通过4g网络与所有模块进行实时通讯联系；视觉识别模块和交通灯通讯控制模块是为了与社会车辆进行避让，确保agv能安全通过十字路口的模块，根据客户现场的需求二选一即可。
附图2是本发明提供的视觉识别模块所能识别的交通灯样式，考虑到行人的避让，要求具备前进、左转和右转三种模式。
附图3是本发明提供的agv与agv之间进行避让、插入避让等待功能点的示意图，具体为：2号agv由c到a正在运行，1号agv接收到从a到b的任务，这时二者的路径重叠部分如图颜色加黑部分所示，若1号agv的优先级不高，则依据“先到先行”的原则，为1号agv插入等待点n，1号agv运行到n点时降速停止，等待2号agv通过重叠避让区后，1号agv再继续运行；若1号agv的优先级很高，且2号agv尚未进入避让区，则为2号agv动态加入避让等待点m，1号agv直接启动运行，2号agv运行到m点停止等待1号agv通过避让区域后，方能继续运行。
请参阅附图4，是本发明实施例提供的室外agv与agv之间的避让算法流程图，主要包含步骤s01、s02和s03，具体地：
s01：agv接收到新的任务后，自动生成路径，并逐次遍历与其他正在运行agv的剩余路径是否有重叠或者交叉部分，将这个区域定为避让区域；
s02：判断两辆agv的优先级，正常境况下，正在运行的agv优先级较高。向优先级低的agv在避让区的前一个直线片段处插入一个避让等待功能点。
s03：agv运行到避让功能点后，自动停止，等待调度系统的下一步指令；调度系统分析与该避让区关联的冲突agv的位置和状态，分析当前agv继续运行进入避让区是否会有相撞的可能，若能确保安全，则向等待的agv下达通行命令。
附图5是本发明实施例提供的室外agv与社会车辆避让的算法流程，采用改造交通灯，为交通灯加入控制和通讯模块的方式，主要包含步骤s01、s02和s03，具体地：
s01：agv接收到新的任务后，自动生成路径，并自动关联路径通过的交通灯路口坐标，在距离交通灯区域1m的位置处添加避让等待功能点；
s02：判断agv的优先级，若agv的优先级不高，则agv启动运行到避让等待功能点后降速停止，等待调度系统的通行指令，调度系统查询交通灯的状态，若安全，则发出通行命令。
s03：若agv的优先级较高，则在距离交通灯区域10m的位置处添加通讯功能点，agv运行到通讯功能点后主动向调度系统申请控制交通灯变换通行状态，调度系统向交通灯发出交通管制命令，交通灯变换完成后，给予调度系统安全通行的反馈信号，调度系统将此信号发送给agv。若agv收到此信号，则通过避让等待点时不停止，直接通过交通灯区域，否则在等待功能点降速停止，等待调度系统的通行指示。agv通过交通灯区域后，上报调度系统，调度系统通知交通灯恢复正常管制。
以上对本发明实施例提供的一种适用于室外的agv交通避让方法和配套的实现装置进行了详细介绍，相对于目前室内通用的避让方式，本发明考虑到了室外道路环境的复杂性，与行人和社会车辆避让的安全性问题，更适合于室外环境agv的交通管制应用。
以上实施的说明只是用于帮助理解本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本发明说明书不应该理解为对本发明的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关技术领域，均同理包含在本发明的专利保护范围内。