九游·体育(NineGameSports)官方网站-数智体育价值引领者

九游体育科技:四向穿梭车路径规划方法和装置与流程-九游·体育科技集团
i1pcban.jpg i1pcban.jpg

新闻九游

九游体育科技:四向穿梭车路径规划方法和装置与流程

2025-01-15 

分享到

  2.四向穿梭车指的是能够在上下左右四个方向按栅格地图穿梭运行的仓储机器人,

  行,速度更快,定位更准,控制更简单,可多层密集存储。在现有的基于密集存储

  的四向穿梭车搬运系统中,常用的路径规划方法主要是以a*算法为基础的改进算

  法,且往往选择前方固定数量的路径点进行锁定,对于多车系统极有可能发生冲突

  或死锁(死锁指的是两辆穿梭车均处在对方目的地,除非有一方避让,否则都无法

  顺利到达目的地),且系统策略往往会选择在发生冲突或死锁后再做动态调整(原地

  等待或绕行),但对于密集存储双向路径(即穿梭车可向前、向后行驶)来讲,绕行造

  3.有鉴于此,本发明实施例提供一种四向穿梭车路径规划方法和装置,能够在保证

  4.为实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种四向穿梭车路径规划方

  5.本发明实施例的四向穿梭车路径规划方法执行在依据预设地图行驶的四向穿梭

  车,所述地图包括多个路段以及处在路段之间的换向点;所述方法包括:在按照预

  设初始路径行驶的过程中,当到达任一换向点之前,针对该换向点和以该换向点为

  进入点的未行驶路段确定可锁定路径点数量,根据所述可锁定路径点数量判断该换

  向点和所述未行驶路段的占用情况;依据判断出的该换向点和所述未行驶路段的占

  用情况确定当前策略;其中,所述当前策略包括以下之一:正常行驶、暂停等待、

  6.可选地,所述根据所述可锁定路径点数量判断该换向点和所述未行驶路段的占用

  1,则判断该换向点和所述未行驶路段都未被其它四向穿梭车占用;若所述可锁定

  路径点数量大于1且小于所述未行驶路段包含的路径点数量加1,则判断所述未行

  驶路段存在同向行驶的其它四向穿梭车;若所述可锁定路径点数量等于1,则判断

  所述未行驶路段被在所述未行驶路段相对行驶的其它四向穿梭车占用;若所述可锁

  7.可选地,所述依据判断出的该换向点和所述未行驶路段的占用情况确定当前策

  略,包括:在判断该换向点和所述未行驶路段都未被其它四向穿梭车占用时,锁定

  该换向点和所述未行驶路段并正常行驶;在判断所述未行驶路段存在同向行驶的其

  它四向穿梭车时,锁定该换向点以及所述未行驶路段中最大数量的可锁定路径点,

  并正常行驶;在判断所述未行驶路段被在所述未行驶路段相对行驶的其它四向穿梭

  车占用时,尝试重新规划路径;在判断该换向点被其它四向穿梭车占用时,暂停等

  行驶路段的当前可锁定路径点数量、以及根据所述当前可锁定路径点数量确定当前

  8.可选地,所述方法进一步包括:在所述锁定该换向点以及所述未行驶路段中最大

  数量的可锁定路径点,并正常行驶之后:每进入一个新的路径点,在所述未行驶路

  段的未锁定路径点中锁定最大数量的可锁定路径点,直到锁定所述未行驶路段的最

  9.可选地,所述在判断所述未行驶路段被在所述未行驶路段相对行驶的其它四向穿

  梭车占用时,尝试重新规划路径,包括:在判断所述未行驶路段被在所述未行驶路

  段相对行驶的其它四向穿梭车占用时,向服务器发送重新规划路径的请求;服务器

  在接收到目标四向穿梭车的该请求之后,从所述地图中去除该其它四向穿梭车的占

  用路径点,并按照目标四向穿梭车的当前位置和终点位置尝试规划路径:若规划成

  功,向目标四向穿梭车返回包含新路径的规划成功响应;若规划失败,向目标四向

  穿梭车返回规划失败响应;接收服务器返回的响应,若该响应为规划成功响应,则

  按照所述新路径行驶;若该响应为规划失败响应,则暂停等待并周期性判断该换向

  点和所述未行驶路段的当前可锁定路径点数量、以及根据所述当前可锁定路径点数

  10.可选地,所述当到达任一换向点之前,针对该换向点和以该换向点为进入点的

  未行驶路段确定可锁定路径点数量,包括:在到达该换向点之前、并与该换向点相

  距预设数量路径点时,针对该换向点和所述未行驶路段确定可锁定路径点数量;其

  中,所述预设数量等于所述四向穿梭车从行驶速度减速直至停止需要经过的路径点

  11.可选地,所述方法进一步包括:在从储区出发进入未行驶路段之前,尝试锁定

  该未行驶路段的每一路径点:若锁定成功,则正常行驶;若锁定失败,则在储区暂

  停等待并周期性尝试锁定,直到锁定成功;所述预设初始路径是服务器按照目标四

  12.为实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种四向穿梭车路径规划装

  13.本发明实施例的四向穿梭车路径规划装置设置在依据预设地图行驶的四向穿梭

  车,所述地图包括多个路段以及处在路段之间的换向点;所述装置可以包括:判断

  单元,用于:在按照预设初始路径行驶的过程中,当到达任一换向点之前,针对该

  换向点和以该换向点为进入点的未行驶路段确定可锁定路径点数量,根据所述可锁

  定路径点数量判断该换向点和所述未行驶路段的占用情况;决策单元,用于:依据

  判断出的该换向点和所述未行驶路段的占用情况确定当前策略;其中,所述当前策

  14.可选地,所述判断单元可进一步用于:若所述可锁定路径点数量等于所述未行

  驶路段包含的路径点数量加1,则判断该换向点和所述未行驶路段都未被其它四向

  穿梭车占用;若所述可锁定路径点数量大于1且小于所述未行驶路段包含的路径点

  数量加1,则判断所述未行驶路段存在同向行驶的其它四向穿梭车;若所述可锁定

  路径点数量等于1,则判断所述未行驶路段被在所述未行驶路段相对行驶的其它四

  向穿梭车占用;若所述可锁定路径点数量为零,则判断该换向点被其它四向穿梭车

  占用;所述决策单元可进一步用于:在判断该换向点和所述未行驶路段都未被其它

  四向穿梭车占用时,锁定该换向点和所述未行驶路段并正常行驶;在判断所述未行

  驶路段存在同向行驶的其它四向穿梭车时,锁定该换向点以及所述未行驶路段中最

  在所述未行驶路段相对行驶的其它四向穿梭车占用时,尝试重新规划路径;在判断

  该换向点被其它四向穿梭车占用时,暂停等待并周期性判断该换向点和所述未行驶

  16.本发明的一种电子设备包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或

  多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或

  17.为实现上述目的,根据本发明的再一方面,提供了一种计算机可读存储介质。

  18.本发明的一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理

  20.在按照预设初始路径行驶的过程中,在到达任一换向点之前的预设距离,针对

  该换向点和以该换向点为进入点的整个未行驶路段确定可锁定路径点数量,此后根

  据可锁定路径点数量判断该换向点和未行驶路段的占用情况,最后依据判断出的该

  换向点和未行驶路段的占用情况确定当前策略为正常行驶、暂停等待或者尝试重新

  规划路径。这样,通过在栅格地图中引入“路段”、“换向点”等概念,在进入未行驶

  路段之前针对前方换向点和整个未行驶路段进行锁定判断,并且将现有技术中的固

  定数量路径点锁定优化为非固定数量路径点锁定(可根据未行驶路段的占用情况锁

  略,在可能发生冲突或死锁之前即进行决策加以避免,减少穿梭车行驶至路段中间

  才发现冲突或死锁导致此路不通而折返的可能性,最大可能避免无效搬运距离和效

  21.上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加

  29.图 7 是用来实现本发明实施例中四向穿梭车路径规划方法的电子设备结构示意

  30.以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明,其中包括本发明实施例的各

  种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员

  应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本发明的

  31.需要指出的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例以及实施例中的技术特征

  32.本发明实施例中四向穿梭车路径规划方法可以执行在依据预设地图行驶的四向

  穿梭车,以上地图可以是栅格地图,栅格地图指的是基于按照给定间距排列的阵列

  数据形成的地图,栅格地图包括处在平面内的多个等间距路径点。具体应用中,多

  个四向穿梭车可以分别与服务器交互,按照服务器规划的路径行驶并在某些时刻独

  立执行行驶策略的决策。特别地,每一四向穿梭车可以按照服务器维护的栅格地图

  行驶,这种情况下,每一四向穿梭车可以实时获得其它四向穿梭车针对任一路径点

  的锁定情况。每一四向穿梭车还可以按照本地维护的栅格地图行驶,这种情况下,

  33.本发明实施例的栅格地图如图 2、图 3 和图 4 所示,参见图 2 到图 4,栅格地图

  包括多个储区,每一储区包括多个储位,实际应用中,不同灰度的储位可以放置不

  同物品。如图 2 所示,灰度较大的储位 1 放置一种物品,灰度较小的储位 2 放置另

  一种物品。储区外侧具有多种通道,如横向延伸的通道 1 和纵向延伸的通道 2,实

  际场景中,四向穿梭车一般从通道 1 进出储区执行入库或出库流程,通道 2 一般禁

  止进出储区。在本发明实施例中,可以将通道的相交位置定义为换向点(换向点也

  属于路径点),将任意两个相邻换向点之间的通道定义为路段(在下文中,路段的概

  34.需要说明的是,下文中将要说明的“未行驶路段”指的是处在四向穿梭车当前所

  在位置(该位置可以是路段的某个位置,也可以是储区的某个位置)前方(“前方”依据

  四向穿梭车的规划路径来确定)的一个完整路段或部分路段。也就是说,如果四向

  穿梭车当前如果处在某一路段,则按照规划路径的、该路段的下一完整路段为四向

  35.当前方的完整路段中包括四向穿梭车在通道内的起点或通道内的终点时,未行

  驶路段指的是四向穿梭车在通道内的起点或通道内的终点与前方换向点之间的通道

  (不包括该换向点);当前方的完整路段中不包括四向穿梭车在通道内的起点或通道

  内的终点时,未行驶路段指的是规划路径中前方最近的两个换向点之间的通道(不

  包括这两个换向点)。其中,四向穿梭车在通道内的起点/终点有别于四向穿梭车的

  起点/终点,一般地,四向穿梭车的起点/终点为接驳点或储区内的具体储位,四向

  36.以上锁定指的是某四向穿梭车对某路径点的占用,实际应用中,该四向穿梭车

  可以通过将栅格地图的该路径点标记为占用来实现锁定,以上标记能够指示该四向

  穿梭车。例如四向穿梭车 m 将某路径点标记为 m 之后,其它四向穿梭车即可获知

  m 已经占用该路径点。一般地,任一四向穿梭车只能在自己锁定的路径点行驶。具

  体场景中,以上占用可以分为预先占用和正在占用,预先占用指的是四向穿梭车提

  前锁定前方网络,正在占用指的是四向穿梭车当前位于已经锁定的路径点,当四向

  穿梭车离开锁定的路径点之后,该路径点立即被释放,即,该路径点的状态由“被

  划路径中由近到远的顺序依次锁定路径点,禁止跨越锁定,例如,某四向穿梭车当

  前处在路径点 r,规划路径中的前方路径点依次为 s、t,则该四向穿梭车只能在锁

  定 s 成功之后锁定 t,如果 s 当前被其它四向穿梭车占用即使 t 空闲也无法跳过 s 锁

  定 t。另外,在本发明实施例中,为了尽可能晚地锁定换向点从而为相关的其它四

  向穿梭车提供便利,只有在靠近某换向点时才对其锁定,也即,在接近未行驶路段

  之前,只尝试锁定未行驶路段及其进入点(进入点指的是四向穿梭车按照规划路径

  进入某路段的位置,一般是换向点,也可能是四向穿梭车在通道内的起点),而不

  37.图 3 是在图 2 所示的栅格地图中增加每一储位和每一通道中路径点的可行驶方

  向之后形成的路网地图,图 4 是尺度大于图 2 的栅格地图,其中的接驳点可能连接

  提升机,也可能连接工作站,在入库流程中作为起点,在出库流程中作为终点。在

  以下说明中将主要以图 4 中的高灰度路径作为示例,该路径为出库流程的初始路

  径,在该初始路径中,目标四向穿梭车从位于储区的起点位置出发之后从 a(a 为目

  标四向穿梭车在通道内的起点)进入储区上方的路段 ab,此后依次经过换向点 b 和

  换向点 c,换向点 b 和换向点 c 之间的路段记为 bc,当目标四向穿梭车处在储区内

  时,路段 ab 为未行驶路段,a 为该未行驶路段的进入点,b 为该未行驶路段的离开

  点;当目标四向穿梭车处在 ab 时,路段 bc 为未行驶路段,b 为该未行驶路段的进

  38.图 1 是根据本发明实施例中四向穿梭车路径规划方法的主要步骤示意图。如图 1

  39.步骤 s101:在按照预设初始路径行驶的过程中,当到达任一换向点之前,针对

  该换向点和以该换向点为进入点的未行驶路段确定可锁定路径点数量,根据可锁定

  40.步骤 s101 应用在目标四向穿梭车靠近换向点时的流程,在图 4 的高灰度路径

  中,目标四向穿梭车首先从位于储区内的起点位置出发,从 a 进入未行驶路段

  ab,以下为目标四向穿梭车此时的决策步骤:在从储区出发进入未行驶路段之前,

  尝试锁定该未行驶路段的每一路径点:若锁定成功,则正常行驶;若锁定失败,则

  在储区暂停等待并周期性尝试锁定,直到锁定成功。例如,目标四向穿梭车在从储

  区的起点位置出发进入未行驶路段 ab 之前,尝试锁定 ab 九游体育官方网站的每一路径点:若锁定成

  功,则正常行驶;若锁定失败,则在储区最外侧的储位暂停等待并周期性执行上述

  41.当目标四向穿梭车进入 ab 之后,即按照预设初始路径正常行驶。可以理解,以

  上预设初始路径是服务器按照目标四向穿梭车的起点位置和终点位置、使用 a*等

  已知算法规划的最短路径。在按照预设初始路径行驶的过程中,当到达任一换向点

  b 之前,首先针对换向点 b 和以换向点 b 为进入点的未行驶路段 bc 确定可锁定路径

  点数量。具体地,目标四向穿梭车可以根据栅格地图中换向点 b 和未行驶路段 bc

  42.当目标四向穿梭车确定换向点 b 和未行驶路段 bc 的可锁定路径点数量之后,可

  以根据可锁定路径点数量判断换向点 b 和未行驶路段 bc 的占用情况。此时可有四

  43.情况一:若可锁定路径点数量等于未行驶路段 bc 包含的路径点数量加 1,则说

  明换向点 b 和未行驶路段 bc 的所有路径点都处在空闲状态,即换向点 b 和未行驶

  44.情况二:若可锁定路径点数量大于 1 且小于未行驶路段 bc 包含的路径点数量加

  1,即能够锁定换向点 b 以及未行驶路段 bc 靠近换向点 b 的部分路径点,这说明未

  行驶路段 bc 存在同向行驶的其它四向穿梭车,且该其它四向穿梭车已经离开换向

  45.情况三:若可锁定路径点数量等于 1,即只能锁定换向点 b,则判断未行驶路段

  bc 被在未行驶路段 bc 相对行驶(即与目标四向穿梭车在 bc 的行驶方向相反)的其它

  四向穿梭车占用,此时该其它四向穿梭车可能尚未行驶到 bc 但已经提前锁定换向

  点 c 和 bc,也可能该其它四向穿梭车正行驶在 bc 但尚未锁定换向点 b。

  46.情况四:若可锁定路径点数量为零,则说明换向点 b 被锁定,此时可以确定该

  47.在本发明实施例中,需要确定执行锁定判断(即针对换向点 b 和以换向点 b 为进

  入点的未行驶路段 bc 判断可锁定路径点数量进而执行相应策略)的合理时机。可以

  理解,在到达换向点 b 之前,目标四向穿梭车可能需要根据锁定判断结果减速到停

  止以实现暂停等待、重新规划路径或转弯,因此,如果执行锁定判断的位置距离换

  向点 b 过近,容易使目标四向穿梭车无法在安全距离内刹车停止进而冲过换向点

  b,甚至与其它四向穿梭车碰撞;如果执行锁定判断的位置距离换向点 b 过远,则

  48.基于以上考虑,在本发明实施例中,对上述锁定判断时机进行以下设置:在到

  达换向点之前、并与换向点相距预设数量路径点时,针对该换向点和未行驶路段确

  定可锁定路径点数量,以上预设数量等于四向穿梭车从行驶速度减速直至停止需要

  经过的路径点数量的向上取整值与预设整数(例如 1)之和,以上选取方式能够在保

  证不提前锁定路径点的前提下为四向穿梭车留出足够的刹车距离。实际应用中,四

  向穿梭车可以在每进入一个路径点后判断当前位置与前方换向点的距离小于还是等

  49.步骤 s102:依据判断出的该换向点和未行驶路段的占用情况确定当前策略,当

  50.在本步骤中,可以根据步骤 s101 判断出的换向点 b 和未行驶路段 bc 的路径点占

  用情况确定当前所采取的策略。具体地,对于情况一,即在判断换向点 b 和未行驶

  路段 bc 都未被其它四向穿梭车占用时,锁定换向点 b 和未行驶路段 bc 并正常行

  驶;对于情况二,即在判断未行驶路段 bc 存在同向行驶的其它四向穿梭车时,锁

  定换向点 b 以及未行驶路段 bc 中最大数量的可锁定路径点,并正常行驶;此后,

  每进入一个新的路径点,在未行驶路段 bc 的未锁定路径点(不包括锁定后释放的路

  径点)中锁定最大数量的可锁定路径点,直到锁定未行驶路段 bc 的最后一个路径点

  51.对于情况三,即在判断未行驶路段 bc 被在未行驶路段相对行驶的其它四向穿梭

  车占用时,尝试重新规划路径。具体地,目标四向穿梭车在判断未行驶路段 bc 被

  在未行驶路段 bc 相对行驶的其它四向穿梭车占用时,向服务器发送重新规划路径

  的请求;服务器在接收到目标四向穿梭车的该请求之后,从栅格地图中去除该其它

  四向穿梭车的占用路径点,并按照目标四向穿梭车的当前位置和终点位置尝试规划

  路径:若规划成功,向目标四向穿梭车返回包含新路径的规划成功响应;若规划失

  标四向穿梭车接收服务器返回的响应,若该响应为规划成功响应,则按照上述新路

  径行驶;若该响应为规划失败响应,则暂停等待并周期性判断换向点 b 和未行驶路

  段 bc 的当前可锁定路径点数量、以及根据当前可锁定路径点数量确定当前策略。

  例如,如果当前可锁定路径点数量等于未行驶路段 bc 包含的路径点数量加 1,说

  明相对行驶的四向穿梭车已经离开换向点 b,此时可以锁定换向点 b 和未行驶路段

  52.对于情况四,即在判断换向点 b 被其它四向穿梭车占用时,暂停等待并周期性

  判断换向点 b 和未行驶路段 bc 的当前可锁定路径点数量、以及根据当前可锁定路

  径点数量确定当前策略。例如,如果当前可锁定路径点数量等于未行驶路段 bc 包

  含的路径点数量加 1,说明占用换向点 b 的四向穿梭车已经离开换向点 b,此时可

  53.通过以上设置,即可针对四向穿梭车出库流程和入库流程的每一换向点和每一

  54.在本发明实施例的技术方案中,主要针对四向穿梭车在密集存储、双向路径的

  栅格地图的通道内行驶路径进行优化设计,针对换向点和整个未行驶路段进行锁定

  判断,且将现有的固定数量路径点锁定调整为非固定数量路径点锁定,由此实现更

  55.需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了便于描述,将其表述为一系列

  的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限

  制,某些步骤事实上可以采用其它顺序进行或者同时进行。此外,本领域技术人员

  也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并

  56.为便于更好的实施本发明实施例的上述方案,下面还提供用于实施上述方案的

  57.请参阅图 5 所示,本发明实施例提供的四向穿梭车路径规划装置 500 设置在依

  58.其中,判断单元 501 可用于:在按照预设初始路径行驶的过程中,当到达任一

  换向点之前,针对该换向点和以该换向点为进入点的未行驶路段确定可锁定路径点

  数量,根据所述可锁定路径点数量判断该换向点和所述未行驶路段的占用情况;决

  策单元 502 可用于:依据判断出的该换向点和所述未行驶路段的占用情况确定当前

  策略;其中,所述当前策略包括以下之一:正常行驶、暂停等待、尝试重新规划路

  59.在本发明实施例中,所述判断单元 501 可进一步用于:若所述可锁定路径点数

  量等于所述未行驶路段包含的路径点数量加 1,则判断该换向点和所述未行驶路段

  都未被其它四向穿梭车占用;若所述可锁定路径点数量大于 1 且小于所述未行驶路

  段包含的路径点数量加 1,则判断所述未行驶路段存在同向行驶的其它四向穿梭

  车;若所述可锁定路径点数量等于 1,则判断所述未行驶路段被在所述未行驶路段

  相对行驶的其它四向穿梭车占用;若所述可锁定路径点数量为零,则判断该换向点

  被其它四向穿梭车占用;所述决策单元 502 可进一步用于:在判断该换向点和所述

  未行驶路段都未被其它四向穿梭车占用时,锁定该换向点和所述未行驶路段并正常

  时,锁定该换向点以及所述未行驶路段中最大数量的可锁九游体育官方网站定路径点,并正常行驶;

  在判断所述未行驶路段被在所述未行驶路段相对行驶的其它四向穿梭车占用时,尝

  试重新规划路径;在判断该换向点被其它四向穿梭车占用时,暂停等待并周期性判

  断该换向点和所述未行驶路段的当前可锁定路径点数量、以及根据所述当前可锁定

  60.作为一个优选方案,所述决策单元 502 可进一步用于:在所述锁定该换向点以

  及所述未行驶路段中最大数量的可锁定路径点,并正常行驶之后:每进入一个新的

  路径点,在所述未行驶路段的未锁定路径点中锁定最大数量的可锁定路径点,直到

  61.较佳地,所述决策单元 502 可进一步用于:在判断所述未行驶路段被在所述未