多AGV路径规划方法研究-AGV吧

1引言

在仓储物流过程中，装载、卸载、运输等环节所耗费的时间占整个物流过程时间的绝大部分，从而导致物料运输费用在总成本中占比较高。而多AGV路径规划方法，对改善物流运输系统结构、降低物流运输成本、提升系统运行效率起着重要的作用，因此在仓储物流中具有巨大的应用价值。AGV的路径规划［1］主要包括3个方面的问题：1）确定从起点到目标点之间是否存在可行路径；2）规划出的路径必须是无阻塞、无冲突、无死锁的；3）规划出的路径应使得整个系统的运行效率达到最优。

针对AGV的路径规划问题，国内外学者做了很多研究。Oboth［2］提出了一种连续轨迹生成算法，其能够启发式地为多台AGV生成无碰撞最短路径。该方法简单易行，便于实施，但是作为一种静态的路径规划方法，其动态适应性差，实时性不足。为了克服静态路径规划的不足，samiamaza等人［3］先求解每个AGV的多条较短可达路径，然后根据系统中每个AGV状态选择不同的路径，以实现多AGV的路径规划，但该方法计算量大，且不能保证路径最优。Mohring和Kohler［4］提出一种最短路径计算方法，在该算法中，目标是计算每个AGV的最短可行路径。该方法能保证从起点到终点存在可行路径，且能确保路径最优，但当系统发生连续的冲突时，容易陷入死锁。针对碰撞和死锁问题，Smolic－Rocakn等［5］学者基于时间窗模型，采用动态路径规划，并通过该模型判断不同的AGV间是否有资源的竞争与碰撞冲突；贺丽娜等［6］也基于时间窗模型，规划每个AGV的运行路径及状态，实现了调度的顺利运行，但该方法着重于碰撞的预防，未考虑实时避障，且当发生连续碰撞冲突时存在系统效率较低等缺点。

本文针对多AGV动态路径规划中的一系列问题，给出了综合考虑路径代价以及系统效率的多AGV动态路径规划方法。用Ａ＊算法顺序地为AGV规划路径，并通过加入时序的方法引入时间窗，以时间窗的排布和更新解决了多AGV的碰撞冲突问题；通过为AGV动态地分配优先级，优化了目标函数，提升了系统效率；除此外，当路径中出现障碍物时，动态地更改了道路的路径代价，并重新进行了路径规划，从而实现了动态环境下的实时避障。