用于AGV控制的工业物联网及控制方法与流程

用于agv控制的工业物联网及控制方法
技术领域
1.本发明涉及智能制造技术，具体涉及用于agv控制的工业物联网及控制方法。


背景技术：

2.agv指装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。工业应用中不需要驾驶员的搬运车，以可充电的蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路径以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路径，电磁轨道黏贴于地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。
3.随着工业物联网技术的发展，超大规模生产线已经成为了现实，但是超大规模生产线也意味着avg物料运输规划更加困难，高频次的物料运输造成的拥堵也往往难以缓解。


技术实现要素：

4.为了至少克服现有技术中的上述不足，本技术的目的在于提供用于agv控制的工业物联网及控制方法。
5.第一方面，本技术实施例提供了用于agv控制的工业物联网，包括依次连接的服务平台、管理平台和传感网络平台，所述管理平台包括：建模模块，被配置为通过所述传感网络平台获取目标车间的agv线路布局，并在所述agv线路布局中加入所有agv预先规划好的路径形成agv运行模型；获取模块，被配置为获取在预设周期内每个物料终点的供料时刻；所述预设周期内每个agv至少供料一次；所述物料终点为所述agv运行模型中接收物料的节点；计算模块，被配置为在所述agv运行模型中为每个agv赋值运行速度，并根据所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型在所述预设周期内每个agv的运行轨迹；判断模块，被配置为当任意两条所述运行轨迹在相同时刻到达相同的节点时判定当前运行过程不合格，并调整所述运行速度重新计算所述运行轨迹直至运行过程合格；控制模块，被配置为根据运行过程合格的运行轨迹控制所述agv运行，并将运行过程合格的运行轨迹通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示。
6.本技术实施例实施时，基于发明人提出的五平台结构实现。其中，用户平台为向用户展示信息和接收用户指令的终端，对象平台包括agv线路和agv终端。
7.在本技术实施例中，服务平台可以采用前分式布置；其中服务平台可以包括服务总平台和至少两个服务分平台，不同的服务分平台用于接收管理平台所传输的不同类型的数据；传感网络平台可以采用集中式布置，即将接收到的数据统一处理再统一发送；管理平台可以采用独立式布置，即将接收到的数据分类后通过不同的分平台进行处理。
8.本技术实施例实施时，agv预先规划好的路径为在物料运输过程中，每个agv需要行进路线，在本技术实施例中，每个agv可以对应一条路径行驶，也可以对应多条路径行驶。这些路径的规划过程可以采用现有技术中的蚁群算法进行，也可以采用其他方式进行计
算。通过agv线路布局和所有agv预先规划好的路径可以组合形成用于后续计算的agv运行模型。
9.本技术实施例中，为了准确的避免节点拥堵，需要获取预设周期内的各种供料时刻，其获取方式可以根据工艺配料表进行获取。预设周期一般为供料的循环周期，一般可以根据每种物料的供料间隔进行计算，示例的，预设周期优选为所有物料供料间隔的最小公倍数。本技术实施例中，为了计算agv在路径上各个时刻所处的位置，需要在agv运行模型中为每个agv赋值运行速度，并通过运行速度和供料时刻计算agv在不同时刻所处的位置作为运行轨迹。其中赋值运行速度可以采用小于agv物料运输标准速度的值，一般优选为标准速度的30%~50%，为后续的迭代运算预留空间。在获取了运行轨迹的基础上可以判断出是否有任意两条运行轨迹在相同时刻到达相同的节点。如果判断的结果为是，则调整运行速度重新计算运行轨迹，由于agv运行模型已经搭建，计算运行轨迹的计算量非常的小，所以本技术实施例采用了重复试错的机制进行运行轨迹的判断。本技术实施例通过对agv运行速度的调整，计算出agv不堵车情况下的agv运行轨迹，并根据运行轨迹进行agv的运行控制，有效避免了超大规模生产线中上料agv的运行堵塞，提高了上料效率。
10.在一种可能的实现方式中，所述计算模块还被配置为：通过所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型中所述预设周期内每个物料起点的上料时刻；所述物料起点为所述agv运行模型中提供物料的节点；在所述agv运行模型中获取所述物料起点和对应的所述物料终点之间的路径，并根据所述供料时刻、所述运行速度和所述上料时刻计算所述agv在所述路径上的坐标和对应时刻作为所述运行轨迹。
11.在一种可能的实现方式中，所述判断模块还被配置为：获取所有路径在所述agv运行模型中经过的关键节点数量；所述关键节点为所述agv运行模型中的agv线路交点；将所述关键节点数量处理为调整权重赋值于所述路径；调整所述运行速度时，根据所述调整权重对所述路径对应的所述运行速度进行调整。
12.在一种可能的实现方式中，所述调整权重为所述关键节点数量的倒数；所述判断模块还被配置为：调整所述运行速度时，选取预设的所述运行速度的基础增幅数据；计算所述调整权重与所述基础增幅数据的乘积作为修正速度；将所述修正速度叠加至对应的所述运行速度完成所述运行速度的调整。
13.在一种可能的实现方式中，所述判断模块还被配置为：当调整后的所述运行速度超过预设值时，将所有agv对应的所述运行速度归为新的初始值；所述计算模块还被配置为：当所有agv对应的所述运行速度归为新的初始值时重新计算所述运行轨迹。
14.在一种可能的实现方式中，所述服务平台包括服务总平台和至少两个服务分平台，不同的所述服务分平台用于接收管理平台所传输的不同类型的数据；所述服务总平台汇总所有所述服务分平台采集的数据并发送至用户平台向用户展示；
所述传感网络平台将接收到的数据统一处理再统一发送至管理平台；所述管理平台包括多个相互独立的管理分平台，建模模块、获取模块、计算模块、判断模块和控制模块被配置于同一个所述管理分平台。
15.第二方面，本技术实施例提供了用于agv控制的工业物联网控制方法，应用于依次连接的服务平台、管理平台和传感网络平台，所述控制方法由所述管理平台执行；所述控制方法包括：通过所述传感网络平台获取目标车间的agv线路布局，并在所述agv线路布局中加入所有agv预先规划好的路径形成agv运行模型；获取在预设周期内每个物料终点的供料时刻；预设周期内每个agv至少供料一次；所述物料终点为所述agv运行模型中接收物料的节点；在所述agv运行模型中为每个agv赋值运行速度，并根据所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型在所述预设周期内每个agv的运行轨迹；当任意两条所述运行轨迹在相同时刻到达相同的节点时，判定当前运行过程不合格，并调整所述运行速度重新计算所述运行轨迹直至运行过程合格；根据运行过程合格的运行轨迹控制所述agv运行，并将运行过程合格的运行轨迹通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示。
16.在一种可能的实现方式中，根据所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型在所述预设周期内每个agv的运行轨迹包括：通过所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型中所述预设周期内每个物料起点的上料时刻；所述物料起点为所述agv运行模型中提供物料的节点；在所述agv运行模型中获取所述物料起点和对应的所述物料终点之间的路径，并根据所述供料时刻、所述运行速度和所述上料时刻计算所述agv在所述路径上的坐标和对应时刻作为所述运行轨迹。
17.在一种可能的实现方式中，调整所述运行速度包括：获取所有路径在所述agv运行模型中经过的关键节点数量；所述关键节点为所述agv运行模型中的agv线路交点；将所述关键节点数量处理为调整权重赋值于所述路径；调整所述运行速度时，根据所述调整权重对所述路径对应的所述运行速度进行调整。
18.在一种可能的实现方式中，所述调整权重为所述关键节点数量的倒数；根据所述调整权重对所述路径对应的所述运行速度进行调整包括：调整所述运行速度时，选取预设的所述运行速度的基础增幅数据；计算所述调整权重与所述基础增幅数据的乘积作为修正速度；将所述修正速度叠加至对应的所述运行速度完成所述运行速度的调整。
19.在一种可能的实现方式中，还包括：当调整后的所述运行速度超过预设值时，将所有agv对应的所述运行速度归为新的初始值；当所有agv对应的所述运行速度归为新的初始值时重新计算所述运行轨迹。
20.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明用于agv控制的工业物联网及控制方法，通过对agv运行速度的调整，计算出agv不堵车情况下的agv运行轨迹，并根据运行轨迹进行agv的运行控制，有效避免了超大规模生产线中上料agv的运行堵塞，提高了上料效率。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1为本技术实施例系统结构示意图；图2为本技术实施例方法步骤流程示意图。
具体实施方式
22.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中附图 仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
23.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
24.为了便于对上述的用于agv控制的工业物联网进行阐述，请结合参考图1，提供了本发明实施例所公开的用于agv控制的工业物联网的通信架构示意图。其中，所述用于agv控制的工业物联网可以包括依次连接的用户平台、服务平台、管理平台、传感网络平台和对象平台。所述管理平台包括：建模模块，被配置为通过所述传感网络平台获取目标车间的agv线路布局，并在所述agv线路布局中加入所有agv预先规划好的路径形成agv运行模型；获取模块，被配置为获取在预设周期内每个物料终点的供料时刻；所述预设周期内每个agv至少供料一次；所述物料终点为所述agv运行模型中接收物料的节点；计算模块，被配置为在所述agv运行模型中为每个agv赋值运行速度，并根据所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型在所述预设周期内每个agv的运行轨迹；判断模块，被配置为当任意两条所述运行轨迹在相同时刻到达相同的节点时判定当前运行过程不合格，并调整所述运行速度重新计算所述运行轨迹直至运行过程合格；控制模块，被配置为根据运行过程合格的运行轨迹控制所述agv运行，并将运行过程合格的运行轨迹通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示。
25.本技术实施例实施时，基于发明人提出的五平台结构实现。其中，用户平台为向用户展示信息和接收用户指令的终端，对象平台包括agv线路和agv终端。
26.在本技术实施例中，服务平台可以采用前分式布置；其中服务平台可以包括服务总平台和至少两个服务分平台，不同的服务分平台用于接收管理平台所传输的不同类型的数据；传感网络平台可以采用集中式布置，即将接收到的数据统一处理再统一发送；管理平台可以采用独立式布置，即包括多个具有不同运算功能的分平台。示例的，建模模块、获取模块、计算模块、判断模块和控制模块均采用布置于同一个分平台实现，其他分平台可以实现其他的运算功能，本技术实施例在此不多做限定；服务分平台分别接收运行过程合格的运行轨迹、agv线路布局和agv运行模型。
27.具体的，用于进行本技术实施例运算的管理分平台通过传感网络平台获取agv线路布局并完成相关计算后，将agv线路布局、运行过程合格的运行轨迹和agv运行模型发送至服务总平台，服务总平台将agv线路布局、运行过程合格的运行轨迹和agv运行模型分别发送至不同的服务分平台，再由服务分平台转发用户平台向用户展示。
28.本技术实施例实施时，agv预先规划好的路径为在物料运输过程中，每个agv需要行进路线，在本技术实施例中，每个agv可以对应一条路径行驶，也可以对应多条路径行驶。这些路径的规划过程可以采用现有技术中的蚁群算法进行，也可以采用其他方式进行计算。通过agv线路布局和所有agv预先规划好的路径可以组合形成用于后续计算的agv运行模型。
29.本技术实施例中，为了准确的避免节点拥堵，需要获取预设周期内的各种供料时刻，其获取方式可以根据工艺配料表进行获取。预设周期一般为供料的循环周期，一般可以根据每种物料的供料间隔进行计算，示例的，预设周期优选为所有物料供料间隔的最小公倍数。本技术实施例中，为了计算agv在路径上各个时刻所处的位置，需要在agv运行模型中为每个agv赋值运行速度，并通过运行速度和供料时刻计算agv在不同时刻所处的位置作为运行轨迹。其中赋值运行速度可以采用小于agv物料运输标准速度的值，一般优选为标准速度的30%~50%，为后续的迭代运算预留空间。在获取了运行轨迹的基础上可以判断出是否有任意两条运行轨迹在相同时刻到达相同的节点。如果判断的结果为是，则调整运行速度重新计算运行轨迹，由于agv运行模型已经搭建，计算运行轨迹的计算量非常的小，所以本技术实施例采用了重复试错的机制进行运行轨迹的判断。本技术实施例通过对agv运行速度的调整，计算出agv不堵车情况下的agv运行轨迹，并根据运行轨迹进行agv的运行控制，有效避免了超大规模生产线中上料agv的运行堵塞，提高了上料效率。
30.在一种可能的实现方式中，所述计算模块还被配置为：通过所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型中所述预设周期内每个物料起点的上料时刻；所述物料起点为所述agv运行模型中提供物料的节点；在所述agv运行模型中获取所述物料起点和对应的所述物料终点之间的路径，并根据所述供料时刻、所述运行速度和所述上料时刻计算所述agv在所述路径上的坐标和对应时刻作为所述运行轨迹。
31.本技术实施例实施时，为了便于进行运行轨迹的计算，需要先获取不同的上料位置对应的上料时刻，通过该上料时刻即可计算agv在路径上的坐标和对应坐标的时刻，形成运行轨迹。
32.在一种可能的实现方式中，所述判断模块还被配置为：获取所有路径在所述agv运行模型中经过的关键节点数量；所述关键节点为所述
agv运行模型中的agv线路交点；将所述关键节点数量处理为调整权重赋值于所述路径；调整所述运行速度时，根据所述调整权重对所述路径对应的所述运行速度进行调整。
33.在一种可能的实现方式中，所述调整权重为所述关键节点数量的倒数；所述判断模块还被配置为：调整所述运行速度时，选取预设的所述运行速度的基础增幅数据；计算所述调整权重与所述基础增幅数据的乘积作为修正速度；将所述修正速度叠加至对应的所述运行速度完成所述运行速度的调整。
34.本技术实施例实施时，为了减少运行速度调整所带来的运行轨迹的随机性，发明人将路径经过的关键节点数量作为权重对运行速度调整。发明人将整个agv运行模型作为一个系统来看待，经过节点越多的路径，调整时对整个系统的影响就越大，反正，经过节点越少的路径，调整时对整个系统的影响就越小，影响过大时，系统计算的稳定性就会下降，不利于迭代计算的收敛，所以将关键节点数量的倒数作为调整权重进行赋值修正。示例的，基础选择的运行速度为agv标准速度的30%，基础增幅数据为agv标准速度的5%，当一条路径经过10个节点时，每次运算时运行速度调整为该路径增加基础增幅数据的十分之一进行计算，以此提高运算的稳定性。
35.在一种可能的实现方式中，所述判断模块还被配置为：当调整后的所述运行速度超过预设值时，将所有agv对应的所述运行速度归为新的初始值；所述计算模块还被配置为：当所有agv对应的所述运行速度归为新的初始值时重新计算所述运行轨迹。
36.本技术实施例实施时，调整后的所述运行速度超过预设值说明超过了agv小车的运行限速或者安全限速，此时需要重新寻找新的运行方案，所以将所述的agv的运行速度归为新的初始值再重新进行计算。
37.在一种可能的实现方式中，所述服务平台包括服务总平台和至少两个服务分平台，不同的所述服务分平台用于接收管理平台所传输的不同类型的数据；所述服务总平台汇总所有所述服务分平台采集的数据并发送至用户平台向用户展示；所述传感网络平台将接收到的数据统一处理再统一发送至管理平台；所述管理平台包括多个相互独立的管理分平台，建模模块、获取模块、计算模块、判断模块和控制模块被配置于同一个所述管理分平台。
38.在上述基础上，请结合参阅图2，为本发明实施例所提供的用于agv控制的工业物联网控制方法的流程示意图，所述用于agv控制的工业物联网控制方法可以应用于图1中的用于agv控制的工业物联网，进一步地，所述用于agv控制的工业物联网控制方法具体可以包括以下步骤s1-步骤s5所描述的内容。
39.s1：通过所述传感网络平台获取目标车间的agv线路布局，并在所述agv线路布局中加入所有agv预先规划好的路径形成agv运行模型；s2：获取在预设周期内每个物料终点的供料时刻；预设周期内每个agv至少供料一次；所述物料终点为所述agv运行模型中接收物料的节点；
s3：在所述agv运行模型中为每个agv赋值运行速度，并根据所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型在所述预设周期内每个agv的运行轨迹；s4：当任意两条所述运行轨迹在相同时刻到达相同的节点时，判定当前运行过程不合格，并调整所述运行速度重新计算所述运行轨迹直至运行过程合格；s5：根据运行过程合格的运行轨迹控制所述agv运行，并将运行过程合格的运行轨迹通过所述服务平台发送至用户平台向用户展示。
40.在一种可能的实现方式中，根据所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型在所述预设周期内每个agv的运行轨迹包括：通过所述运行速度和所述供料时刻计算所述agv运行模型中所述预设周期内每个物料起点的上料时刻；所述物料起点为所述agv运行模型中提供物料的节点；在所述agv运行模型中获取所述物料起点和对应的所述物料终点之间的路径，并根据所述供料时刻、所述运行速度和所述上料时刻计算所述agv在所述路径上的坐标和对应时刻作为所述运行轨迹。
41.在一种可能的实现方式中，调整所述运行速度包括：获取所有路径在所述agv运行模型中经过的关键节点数量；所述关键节点为所述agv运行模型中的agv线路交点；将所述关键节点数量处理为调整权重赋值于所述路径；调整所述运行速度时，根据所述调整权重对所述路径对应的所述运行速度进行调整。
42.在一种可能的实现方式中，所述调整权重为所述关键节点数量的倒数；根据所述调整权重对所述路径对应的所述运行速度进行调整包括：调整所述运行速度时，选取预设的所述运行速度的基础增幅数据；计算所述调整权重与所述基础增幅数据的乘积作为修正速度；将所述修正速度叠加至对应的所述运行速度完成所述运行速度的调整。
43.在一种可能的实现方式中，还包括：当调整后的所述运行速度超过预设值时，将所有agv对应的所述运行速度归为新的初始值；当所有agv对应的所述运行速度归为新的初始值时重新计算所述运行轨迹。
44.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
45.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信
连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
46.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显然本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
47.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
48.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
49.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。