本发明专利技术涉及一种用于密集存储区域的移动机器人路径规划方法，其技术特点是：包括步骤1：调度层服务器建立一初始化网状路径图；步骤2：调度层服务器将存取货物任务划分为空车寻货子任务和负载送货子任务；步骤3：调度层服务器建立移动机器人动态规划路径并将移动机器人动态规划路径发送给移动机器人；步骤4：移动机器人执行相应的子任务；步骤5：移动机器人向调度层服务器发送移动机器人的状态报告；步骤6：调度层服务器更新移动机器人的当前位置、负载状态、与原起始点及目标点相关的权值。本发明专利技术将每次任务拆分为空车寻货和负载送货子任务并按不同子任务规划路径，降低了多移动机器人安全避碰运算的复杂度，提高了系统的实时性和有效性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于移动机器人领域，尤其是。
技术介绍
移动机器人应用于物流仓储和停车场等场合时，需要在有障碍物并且在高密度存储和巷道少的条件下，寻找一条从给定起点到终点的工作路径，使移动机器人在运动过程中能安全无误地绕过所有障碍物。目前，移动机器人路径规划方法主要包括两种类型1、全局路径规划预先规划出一条无碰路径，根据已知环境模型找出从起始点到目标点的可行或最优路径，其环境信息大多是静止障碍；2、局部路径规划工作环境是未知或部分未知，障碍物的尺寸、形状和位置信息必须通过传感器获得，再实时作出局部路径规划决策。 不论是全局路径规划还是局部路径规划，其实质都离不开在障碍物以外的自由空间中去规划路径，例如栅格法、可视图法及其衍生方法等。专利文献“一种基于类三维地图的移动机器人全局路径规划方法”(申请号201010022082. I)通过挖掘障碍物本身的三维特性，利用障碍物高度差异，将普通栅格地图改造为基于等高线原理的类三维地图，其优势在于通过等高方法将障碍物进行了分类，缩小了捕捉范围，使得障碍物捕捉更准确，编程方便，执行效率高。该规划方法与常规栅格法相比，在一定程度上克服了粒度大则不准确、粒度小则耗费时空的天然缺陷。但是，该方法仅是基于栅格计算上的改进，其存在的问题是移动机器人规划路径仍然受障碍物制约，当障碍物出现时必须绕过障碍物，对由此带来的时空消耗则无能为力。移动机器人路径规划方法的全局路径规划的优势在于安全可靠性强，不足之处在于比较依赖于静态环境，对于频繁变化的环境信息响应不够及时，因此，建立一个能够实时跟踪变化的环境信息，确保“实时重规划”的全局路径规划方法是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种合计合理、效率高、安全性强的用于密集存储区域的移动机器人路径规划方法。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的，包括以下步骤步骤I :调度层服务器建立一初始化网状路径图；步骤2 :调度层服务器检测到有存取货物任务时，获取起始点和目标点信息，在起始点和目标点之间再划分若干个子任务，每个子任务又设有各自的起始点和目标点，每个子任务被划分以下任务类型之一空车寻货子任务或负载运货子任务；步骤3 :调度层服务器根据存取货物的子任务和任务类型建立移动机器人动态规划路径并将移动机器人动态规划路径发送给移动机器人；步骤4 :移动机器人接收移动机器人动态规划路径并执行相应的子任务；步骤5 :移动机器人执行完相应的子任务后，向调度层服务器发送移动机器人的动态位置、货物的动态位置以及移动机器人的负载状态；步骤6 :调度层服务器根据移动机器人的报告，更新移动机器人的当前位置、负载状态、与原起始点及目标点相关的权值，循环执行步骤3至步骤6直至所有子任务完成。而且，所述建立初始化网状路径图的方法包括以下步骤⑴获得存储位图纸，设所有存储位为空存储位；⑵建立存储点取每个存储中心点作为存储点；⑶建立路点沿着巷道行驶路线分别与两边各个存储点作垂线，其垂线的交点为路点； ⑷连接以上任意相邻两点之间的连线作为移动机器人行走路线，从而构成初始化网状路径图。而且，所述移动机器人行走路线包括垂直方向两点之间的连线、水平方向两点之间的连线、倾斜角度方向两点之间的连线。而且，所述的存储点包括如下属性存储点在存储区中的位置、货物存放时的角度、存储位的长度、存储位的宽度；所述的路点包括如下属性路点在存储区中的位置、停放货物时的角度、停放货物时的长度、停放货物时的宽度、路点是否可供移动机器人旋转。而且，所述网状路径图上的每条线段设有权值，该权值等于距离的长度。而且，所述权值的计算方法为⑴在当前路径有障碍物的条件下，当任务类型为负载送货任务时，距离值为无穷大；⑵当任务类型为空车寻货时，其距离值为实际距离。而且，所述调度层服务器建立动态规划路径的方法为调度层服务器将起始点信息、目标点信息、移动机器人的负载状态以及权值传输给图搜索法，由图搜索法根据上述参数找出从起始点到目标点最短路径作为移动机器人当前路径，从而得到移动机器人动态规划路径。而且，所述的移动机器人动态规划路径分为移动机器人空载动态规划路径和移动机器人负载动态规划路径。而且，所述移动机器人在执行空车寻货子任务时，采用如下方式执行移动机器人钻入货物托盘下面，在货物托盘下面行走；移动机器人在执行负载送货子任务时，采用如下方式执行移动机器人钻入货物托盘下方并顶起货物托盘及其上面的货物在无障碍物的巷道或自由区域行走。而且，所述的移动机器人为全自动搬运车，所述的货物托盘由四条托盘腿支撑地面且四条托盘腿略高于移动机器人的高度。本专利技术的优点和积极效果是I、本规划方法将移动机器人每次执行的任务拆分为两种不同的任务类型，按照不同任务类型划分不同的行走区间，节省了移动机器人在行车时占用主干道或自由空间的二分之一的占用时间，当任务繁忙需要多移动机器人并发操作时，用此方法可以从根本上解决在主干道上多移动机器人安全避碰问题，同时也降低了多移动机器人安全避碰运算的复杂度，减少了运算的时空消耗。2、本规划方法通过在总任务下划分子任务、在子任务下细分任务类型、执行子任务结束后向调度层服务器实时报告反馈的方法，将全局路径规划的重规划时间缩短到每个子任务执行的瞬间，从而提高了系统的实时性和有效性。附图说明图I是本专利技术所采用控制系统的三层架构示意图；图2是本专利技术的路径规划流程图；图3是本专利技术的初始化无障碍网状路径图；图4是在仓储区存入第I个货物后的动态路径示意图；图5是在仓储区存入若干个货物后的动态路径示意图；图6是在仓储区存入全部货物后的动态路径示意图； 图7是一个从存储区取出货物的实施例的示意图；图8是图7所示实施例执行第I个子任务的示意图；图9是图7所示实施例执行第2个子任务的示意图；图10是图7所示实施例执行第3个子任务的示意图；图11是图7所示实施例执行第4个子任务的示意图；图12是图7所示实施例执行第5个子任务的示意图；图13是图7所示实施例执行第6个子任务的示意图；图14是图7所示实施例执行第7个子任务的示意图；图15是图7所示实施例执行第8个子任务的示意图；图16是图7所示实施例执行第9个子任务的示意图；图17是图7所示实施例执行第10个子任务的示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述，如图I所示，是在三层架构的控制系统上实现的，该控制系统包括人机接口层、服务调度层和执行层，人机接口层采用用户操作终端实现存取货物操作功能，执行层采用移动机器人完成存取货物任务，服务调度层采用调度层服务器与用户操作终端和移动机器人进行通信，实现路径规划方法以控制移动机器人执行存取货物操作。人机接口层向服务调度层提出存取货物请求，服务调度层响应请求，根据任务的起始点和目标点预先做出一个无碰路径规划，并将这个无碰路径规划发送给执行层，执行层的移动机器人接受指令，按照预先规划的路径执行存取货物任务。本规划方法基于在先专利申请(专利名称一种高密度自动立体仓储系统，申请号201210052054. 3)，移动机器人采用全自动搬运车，能够在保证车身不动的情况下，通过扭转车轮角度使货物斜线平移、水平横移和原地半径旋转运动。货物均放置在货物托盘上，货物托盘由四条托盘腿支撑地面，四条托盘腿的高度略高于移动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于密集存储区域的移动机器人路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：调度层服务器建立一初始化网状路径图；步骤2：调度层服务器检测到有存取货物任务时，获取起始点和目标点信息，在起始点和目标点之间再划分若干个子任务，每个子任务又设有各自的起始点和目标点，每个子任务被划分以下任务类型之一：空车寻货子任务或负载运货子任务；步骤3：调度层服务器根据存取货物的子任务和任务类型建立移动机器人动态规划路径并将移动机器人动态规划路径发送给移动机器人；步骤4：移动机器人接收移动机器人动态规划路径并执行相应的子任务；步骤5：移动机器人执行完相应的子任务后，向调度层服务器发送移动机器人的动态位置、货物的动态位置以及移动机器人的负载状态；步骤6：调度层服务器根据移动机器人的报告，更新移动机器人的当前位置、负载状态、与原起始点及目标点相关的权值，循环执行步骤3至步骤6直至所有子任务完成。
【技术特征摘要】
1.一种用于密集存储区域的移动机器人路径规划方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I:调度层服务器建立一初始化网状路径图； 步骤2 :调度层服务器检测到有存取货物任务时，获取起始点和目标点信息，在起始点和目标点之间再划分若干个子任务，每个子任务又设有各自的起始点和目标点，每个子任务被划分以下任务类型之一空车寻货子任务或负载运货子任务； 步骤3 :调度层服务器根据存取货物的子任务和任务类型建立移动机器人动态规划路径并将移动机器人动态规划路径发送给移动机器人； 步骤4 :移动机器人接收移动机器人动态规划路径并执行相应的子任务； 步骤5 :移动机器人执行完相应的子任务后，向调度层服务器发送移动机器人的动态位置、货物的动态位置以及移动机器人的负载状态； 步骤6 :调度层服务器根据移动机器人的报告，更新移动机器人的当前位置、负载状态、与原起始点及目标点相关的权值，循环执行步骤3至步骤6直至所有子任务完成。2.根据权利要求I所述的一种用于密集存储区域的移动机器人路径规划方法，其特征在于所述建立初始化网状路径图的方法包括以下步骤 (1)获得存储位图纸，设所有存储位为空存储位； ⑵建立存储点取每个存储中心点作为存储点； ⑶建立路点沿着巷道行驶路线分别与两边各个存储点作垂线，其垂线的交点为路占. ⑷连接以上任意相邻两点之间的连线作为移动机器人行走路线，从而构成初始化网状路径图。3.根据权利要求2所述的一种用于密集存储区域的移动机器人路径规划方法，其特征在于所述移动机器人行走路线包括垂直方向两点之间的连线、水平方向两点之间的连线、倾斜角度方向两点之间的连线。4.根据权利要求2所述的一种用于密集存储区域的移动机器人路径规划方法，其特征在于所述的存储点包括如下属性存储点在存储区中的位置、货物存...
【专利技术属性】
技术研发人员：景国辉，杨宇，
申请(专利权)人：无锡普智联科高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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