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一种物流机器人的路径规划方法和系统

申请号 CN202211234397.1 申请日 2022-10-10 公开(公告)号 CN117908524A 公开(公告)日 2024-04-19
申请人 北京极智嘉科技股份有限公司; 发明人 井涌渤; 刘满堂; 陈曦;
摘要 本 发明 提出一种物流 机器人 的路径规划方法和系统,以行进能 力 、负载状态与空间道路的交通状态为主要影响要素,并辅以相应权重的路面状态,设计不同的要素权重的配比,基于物流机器人的影响要素与最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型,并进一步计算其他物流机器人路径规划要素分配的最优要素权重;开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的物流机器人的路径规划效果。本发明的的提出,解决仓储物流中 移动机器人 与订单任务的分配问题,实现调度系统中移动机器人总任务完工时间最短,解决路径规划过程中搜索 节点 过多、计算时间过长等问题,且规划路径为最优路径。
权利要求

1.一种物流机器人的路径规划方法,所述物流机器人的路径规划方法包括以下步骤:
挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性;
得到所述路径规划效果测试测试的测试结果,进行综合分析,挑选最优的要素权重;
基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型;
基于所述要素权重推荐模型,计算其他物流机器人路径规划要素分配的最优要素权重;
开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果。
2.如权利要求1所述的一种物流机器人的路径规划方法,其特征在于:
所述挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配,包括:
每种物流机器人分别与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
所述开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性,还包括:
为了避免后处理装置对机器人行进速度优化和机器人负载优化的影响,选择的测试路径规划方法不安装后处理装置,即不安装速度优化后处理装置、不安装负载优化装置;
所述路径规划效果测试过程为依次基于无路径规划添加剂的地图以及以不同要素权重分配的路径规划添加剂分别以第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配与地图要素的路径规划;
分别按照通用标准规定进行物流机器人下的稳态工况的路径规划消耗、机器人行进速度优化和机器人负载优化的测试;
所述测试的测试数据按照通用标准要求进行比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh的计算。
3.如权利要求1所述的一种物流机器人的路径规划方法,其特征在于:
所述测试还包括速度性的测试,分别测试不同路径规划在路径规划方法额定速度的变化值,在路径规划方法速度达到额定速度后,稳定100秒后,开始测试路径规划方法的变化
20秒,基于20秒的变化值计算平均值,即可得到相应路径规划在路径规划方法额定速度下的变化值;
计算得到的不同路径规划的比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh、额定速度变化值N·m,与无标注物流机器人的地图试验结果进行对比,所述不同路径规划为添加不同要素权重分配、权重的物流机器人。
4.如权利要求1所述的一种物流机器人的路径规划方法,其特征在于:
所述基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型,还包括:
依据路径规划效果测试结果,挑选出要素权重分配最佳的路径规划要素的权重;
基于ORIGIN软件,以所述物流机器人的有效影响要素、要素权重复制到ORIGIN表格中,以所述物流机器人的有效影响要素为自变量,设置为x;以要素权重为因变量,设置为y;
基于ORIGIN软件的“统计”中的“最小二乘法”,通过下述公式对x、y进行拟合,得到所述拟合后的数据模型:
C=58.80×a-6.28×b+9.99×c-8.20×e+11.80×f-203.28;
基于所述拟合后的数据模型,以其他要素权重分配的组分当做x值,计算得出不同要素权重分配的要素权重。
5.如权利要求1所述的一种物流机器人的路径规划方法,其特征在于:
所述开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果,至少还包括:
将第一物流机器人要素权重分配以行进能要素在地图中,基于无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划,至少基于第三比例权重分配、第四比例权重分配、第五比例权重分配……第n比例权重分配、第n+1比例权重分配下进行路径规划效果功率和路径规划消耗率测试;
将第二物流机器人要素权重分配以负载状态要素在地图中,开展无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划的路径规划的地图路径规划效果测试;
将第三物流机器人要素权重分配以空间道路的交通状态要素在地图中,在地图车中路径规划第一方向后,通过摄像头观察路径规划方法道路表面。
6.一种物流机器人的路径规划系统,所述物流机器人的路径规划系统包括以下模
要素权重分配模块,挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
效果测试模块,开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性;
最优处理模块,得到所述路径规划效果测试测试的测试结果,进行综合分析,挑选最优的要素权重;
推荐模型模块,基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型;
数据扩展模块,基于所述要素权重推荐模型,计算其他物流机器人路径规划要素分配的最优要素权重;
应用与测试模块,开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果。
7.如权利要求6所述的一种物流机器人的路径规划系统,所述要素权重分配模块,挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配,包括:
每种物流机器人分别与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
所述开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性,还包括:
为了避免后处理装置对机器人行进速度优化和机器人负载优化的影响,选择的测试路径规划方法不安装后处理装置,即不安装速度优化后处理装置、不安装负载优化装置;
所述路径规划效果测试过程为依次基于无路径规划添加剂的地图以及以不同要素权重分配的路径规划添加剂分别以第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配与地图要素的路径规划;
分别按照通用标准规定进行物流机器人下的稳态工况的路径规划消耗、机器人行进速度优化和机器人负载优化的测试;
所述测试的测试数据按照通用标准要求进行比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh的计算。
8.如权利要求6所述的一种物流机器人的路径规划系统,所述测试还包括速度性的测试,分别测试不同路径规划在路径规划方法额定速度的变化值,在路径规划方法速度达到额定速度后,稳定100秒后,开始测试路径规划方法的变化20秒,基于20秒的变化值计算平均值,即可得到相应路径规划在路径规划方法额定速度下的变化值;
计算得到的不同路径规划的比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh、额定速度变化值N·m,与无标注物流机器人的地图试验结果进行对比,所述不同路径规划为添加不同要素权重分配、权重的物流机器人。
9.如权利要求6所述的一种物流机器人的路径规划系统,
所述推荐模型模块,基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型,还包括:
依据路径规划效果测试结果,挑选出要素权重分配最佳的路径规划要素的权重;
基于ORIGIN软件,以所述物流机器人的有效影响要素、要素权重复制到ORIGIN表格中,以所述物流机器人的有效影响要素为自变量,设置为x;以要素权重为因变量,设置为y;
基于ORIGIN软件的“统计”中的“最小二乘法”,通过下述公式对x、y进行拟合,得到所述拟合后的数据模型:
C=58.80×a-6.28×b+9.99×c-8.20×e+11.80×f-203.28;
基于所述拟合后的数据模型,以其他要素权重分配的组分当做x值,计算得出不同要素权重分配的要素权重。
10.如权利要求6所述的一种物流机器人的路径规划系统,所述应用与测试模块,开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果,至少还包括:
将第一物流机器人要素权重分配以行进能力要素在地图中,基于无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划,至少基于第三比例权重分配、第四比例权重分配、第五比例权重分配……第n比例权重分配、第n+1比例权重分配下进行路径规划效果功率和路径规划消耗率测试;
将第二物流机器人要素权重分配以负载状态要素在地图中,开展无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划的路径规划的地图路径规划效果测试;
将第三物流机器人要素权重分配以空间道路的交通状态要素在地图中,在地图车中路径规划第一方向后,通过摄像头观察路径规划方法道路表面。

说明书全文

一种物流机器人的路径规划方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及大数据技术领域,特别是涉及一种基于大数据的物流仓储的调度方法及系统,具体涉及一种物流机器人的路径规划方法和系统。

背景技术

[0002] 随着我国电子商务规模的扩大,以集中式配送为特点的仓储物流成为降低物流运输成本,缩短运输时间、提高运输效率的主要配送服务模式。由于电子商务货物订单具有“品种多、批量小、批次多、周期短”的特点,对仓储物流的自动化平要求较高。目前,仓储物流中移动机器人已逐步开始替代人工进行分拣和搬运,但在任务调度过程中,移动机器人易出现任务匹配错误、响应速度过慢、规划路径距离过长等问题。因此,保证移动机器人在自动化仓储物流中高效、准确地进行工作成为当前迫切需要解决的问题。
[0003] 目前,国内有些学者针对上述问题作了相关研究。如金芳等运用排队论方法解决自动化立体仓库中AGV的调度问题。如张伟等运用Dijkstra算法解决了仓储配送系统中AGV与任务的匹配问题。但以上研究仅针对任务匹配和调度问题,并未对AGV路径规划问题进行研究。如方华等运用A*算法对仓储物流中单个机器人的三维路径规划研究。刘敬一等提出路径寻优算法解决AGV在自动化仓储中的路径规划问题。但上述研究均未对移动机器人的任务分配问题进行研究。
[0004] 本发明以行进能、负载状态与空间道路的交通状态为主要影响要素,并辅以相应权重的路面状态,设计不同的要素权重的配比,并基于路径规划效果测试试验数据和基于最小二乘法回归的方法,得出适用于地图路径规划方法的物流机器人的要素权重。

发明内容

[0005] 为了进一步汽车的路径规划品质、改善路径规划方法运行状况,本发明提出一种以行进能力、负载状态与空间道路的交通状态为主要成为的物流机器人,提出物流机器人主要影响要素的优化配置、路径规划要素权重和路径规划方法,解决仓储物流中移动机器人与订单任务的分配问题,实现调度系统中移动机器人总任务完工时间最短,解决路径规划过程中搜索节点过多、计算时间过长等问题,且规划路径为最优路径。
[0006] 本申请实施例提供了一种物流机器人的路径规划方法。
[0007] 第一方面,本申请实施例提供了一种物流机器人的路径规划方法,[0008] 所述物流机器人的路径规划方法包括以下步骤:
[0009] 挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
[0010] 开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性;
[0011] 得到所述路径规划效果测试测试的测试结果,进行综合分析,挑选最优的要素权重;
[0012] 基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型;
[0013] 基于所述要素权重推荐模型,计算其他物流机器人路径规划要素分配的最优要素权重;
[0014] 开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果。
[0015] 在上述方面的一种可能的实现中,所述挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配,包括:
[0016] 每种物流机器人分别与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
[0017] 所述开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性,还包括:
[0018] 为了避免后处理装置对机器人行进速度优化和机器人负载优化的影响,选择的测试路径规划方法不安装后处理装置,即不安装速度优化后处理装置、不安装负载优化装置;
[0019] 所述路径规划效果测试过程为依次基于无路径规划添加剂的地图与第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配的物流机器人的四种要素权重分配的要素路径规划;
[0020] 分别按照通用标准规定进行物流机器人下的稳态工况的路径规划消耗、机器人行进速度优化和机器人负载优化的测试;
[0021] 所述测试的测试数据按照通用标准要求进行比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh的计算。
[0022] 在上述方面的一种可能的实现中,所述测试还包括速度性的测试,分别测试不同路径规划在路径规划方法额定速度的变化值,在路径规划方法速度达到额定速度后,稳定100秒后,开始测试路径规划方法的变化20秒,基于20秒的变化值计算平均值,即可得到相应路径规划在路径规划方法额定速度下的变化值;
[0023] 计算得到的不同路径规划的比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh、额定速度变化值N·m,与无标注物流机器人的地图试验结果进行对比,所述不同路径规划为添加不同要素权重分配、权重的物流机器人。
[0024] 在上述方面的一种可能的实现中,所述基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型,还包括:
[0025] 依据路径规划效果测试结果,挑选出要素权重分配最佳的路径规划要素的权重;
[0026] 基于ORIGIN软件,以所述物流机器人的有效影响要素、要素权重复制到ORIGIN表格中,以所述物流机器人的有效影响要素为自变量,设置为x;以要素权重为因变量,设置为y;
[0027] 基于ORIGIN软件的“统计”中的“最小二乘法”,对x、y进行拟合;得到所述拟合后的数据模型,见公式1
[0028] C=58.80×a-6.28×b+9.99×c-8.20×e+11.80×f-203.28 (1);
[0029] 基于所述拟合后的数据模型,以其他要素权重分配的组分当做x值,计算得出不同要素权重分配的要素权重。
[0030] 在上述方面的一种可能的实现中,所述开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果,至少还包括:
[0031] 将第一物流机器人要素权重分配以行进能力要素在地图中,基于无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划,至少基于第三比例权重分配、第四比例权重分配、第五比例权重分配……第n比例权重分配、第n+1比例权重分配下进行路径规划效果功率和路径规划消耗率测试;
[0032] 将第二物流机器人要素权重分配以负载状态要素在地图中,开展无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划的路径规划的地图路径规划效果测试;
[0033] 将第三物流机器人要素权重分配以空间道路的交通状态要素在地图中,在地图车中路径规划第一方向后,通过摄像头观察路径规划方法道路表面。
[0034] 本发明另一实施例请求保护一种物流机器人的路径规划系统,所述物流机器人的路径规划系统包括以下模
[0035] 要素权重分配模块,挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
[0036] 效果测试模块,开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性;
[0037] 最优处理模块,得到所述路径规划效果测试测试的测试结果,进行综合分析,挑选最优的要素权重;
[0038] 推荐模型模块,基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型;
[0039] 数据扩展模块,基于所述要素权重推荐模型,计算其他物流机器人路径规划要素分配的最优要素权重;
[0040] 应用与测试模块,开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果。
[0041] 在上述方面的一种可能的实现中,所述要素权重分配模块,挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配,包括:
[0042] 每种物流机器人分别与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
[0043] 所述开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性,还包括:
[0044] 为了避免后处理装置对机器人行进速度优化和机器人负载优化的影响,选择的测试路径规划方法不安装后处理装置,即不安装速度优化后处理装置、不安装负载优化装置;
[0045] 所述路径规划效果测试过程为依次基于无路径规划添加剂的地图以及以不同要素权重分配的路径规划添加剂分别以第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配与地图要素的路径规划;
[0046] 分别按照通用标准规定进行物流机器人下的稳态工况的路径规划消耗、机器人行进速度优化和机器人负载优化的测试;
[0047] 所述测试的测试数据按照通用标准要求进行比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh的计算。
[0048] 在上述方面的一种可能的实现中,所述测试还包括速度性的测试,分别测试不同路径规划在路径规划方法额定速度的变化值,在路径规划方法速度达到额定速度后,稳定100秒后,开始测试路径规划方法的变化20秒,基于20秒的变化值计算平均值,即可得到相应路径规划在路径规划方法额定速度下的变化值;
[0049] 计算得到的不同路径规划的比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh、额定速度变化值N·m,与无标注物流机器人的地图试验结果进行对比,所述不同路径规划为添加不同要素权重分配、权重的物流机器人。
[0050] 在上述方面的一种可能的实现中,所述推荐模型模块,基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型,还包括:
[0051] 依据路径规划效果测试结果,挑选出要素权重分配最佳的路径规划要素的权重;
[0052] 基于ORIGIN软件,以所述物流机器人的有效影响要素、要素权重复制到ORIGIN表格中,以所述物流机器人的有效影响要素为自变量,设置为x;以要素权重为因变量,设置为y;
[0053] 基于ORIGIN软件的“统计”中的“最小二乘法”,通过下述公式对x、y进行拟合,得到所述拟合后的数据模型:
[0054] C=58.80×a-6.28×b+9.99×c-8.20×e+11.80×f-203.28;
[0055] 基于所述拟合后的数据模型,以其他要素权重分配的组分当做x值,计算得出不同要素权重分配的要素权重。
[0056] 在上述方面的一种可能的实现中,所述应用与测试模块,开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果,至少还包括:
[0057] 将第一物流机器人要素权重分配以行进能力要素在地图中,基于无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划,至少基于第三比例权重分配、第四比例权重分配、第五比例权重分配……第n比例权重分配、第n+1比例权重分配下进行路径规划效果功率和路径规划消耗率测试;
[0058] 将第二物流机器人要素权重分配以负载状态要素在地图中,开展无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划的路径规划的地图路径规划效果测试;
[0059] 将第三物流机器人要素权重分配以空间道路的交通状态要素在地图中,在地图车中路径规划第一方向后,通过摄像头观察路径规划方法道路表面。
[0060] 本发明提出一种物流机器人的路径规划方法,以行进能力、负载状态与空间道路的交通状态为主要影响要素,并辅以相应权重的路面状态,设计不同的要素权重的配比,基于物流机器人的影响要素与最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型,并进一步计算其他物流机器人路径规划要素分配的最优要素权重;开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的物流机器人的路径规划效果。本发明的的提出,解决仓储物流中移动机器人与订单任务的分配问题,实现调度系统中移动机器人总任务完工时间最短,解决路径规划过程中搜索节点过多、计算时间过长等问题,且规划路径为最优路径。附图说明
[0061] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要路径规划的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0062] 图1根据本申请的一些实施例,示出了一种物流机器人的路径规划方法的工作流程图
[0063] 图2根据本申请的一些实施例,示出了一种物流机器人的路径规划系统的系统架构图。

具体实施方式

[0064] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0065] 可以理解,在本申请各实施例中,处理器可以是微处理器、数字信号处理器、微控制器等,和/或其任何组合。根据另一个方面,处理器可以是单核处理器,多核处理器等,和/或其任何组合。
[0066] 下面对本申请实施例的发明构思进行简要介绍。图1根据本申请的一些实施例,示出了一种物流机器人的路径规划方法的工作流程图。本发明研制出不同要素权重分配权重的物流机器人,与路径规划进行不同权重的混合,通过在路径规划效果上进行准确性、速度性和容错性测试。基于路径规划效果的测试结果,提出一套优选物流机器人、与路径规划要素权重推荐的方法。
[0067] 物流机器人的路径规划方法,物流机器人的影响要素和制备与之前的构成相一致;
[0068] 物流机器人的路径规划方法包括以下步骤:
[0069] 挑选配置好的物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
[0070] 开展不同的物流机器人、不同路径规划权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性;
[0071] 得到路径规划效果测试测试的测试结果,进行综合分析,挑选最优的要素权重;
[0072] 基于物流机器人的影响要素与最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型;
[0073] 基于要素权重推荐模型,计算其他物流机器人路径规划要素分配的最优要素权重;
[0074] 开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的物流机器人的路径规划效果。
[0075] 具体的,在上述实施例的一种可能的实现中,挑选配置好的物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配,包括:
[0076] 从表1所述的8种要素权重分配中挑选要素权重分配2、4、6、8作为要素要素权重分配,将所述要素权重分配2、4、6、8分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配,形成12种要素方案;
[0077] 基于所述12种要素方案,开展不同的物流机器人、不同路径规划权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性,还包括:
[0078] 为了避免后处理装置对机器人行进速度优化和机器人负载优化的影响,选择的测试路径规划方法不安装后处理装置,即不安装速度优化后处理装置、不安装负载优化装置;
[0079] 路径规划效果测试过程为依次基于无路径规划添加剂的地图与所述要素权重分配2、4、6、8分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配的物流机器人的所述12种要素方案的路径规划,所述测试过程形成13组数据;
[0080] 分别按照通用标准规定进行物流机器人下的稳态工况的路径规划消耗、机器人行进速度优化和机器人负载优化的测试;
[0081] 测试的测试数据按照通用标准要求进行比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh的计算。
[0082] 首先,基于表1要素权重分配分别调配2、4、6、8物流机器人,每种物流机器人分别与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;为了避免后处理装置对机器人行进速度优化和机器人负载优化的影响,选择的测试路径规划方法不安装后处理装置,即不安装速度优化后处理装置、不安装负载优化装置。
[0083] 具体的,在上述实施例的一种可能的实现中,测试还包括速度性的测试,分别测试不同路径规划在路径规划方法额定速度的变化值,在路径规划方法速度达到额定速度后,稳定100秒后,开始测试路径规划方法的变化20秒,基于20秒的变化值计算平均值,即可得到相应路径规划在路径规划方法额定速度下的变化值;
[0084] 计算得到的不同路径规划的比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh、额定速度变化值N·m,与无标注物流机器人的地图试验结果进行对比,不同路径规划为添加不同要素权重分配、权重的物流机器人。
[0085] 依次基于无路径规划添加剂的地图与第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配物流机器人的四种要素权重分配的要素路径规划,分别按照通用标准规定进行物流机器人下的稳态工况的路径规划消耗、机器人行进速度优化和机器人负载优化的测试,测试数据按照通用标准要求进行比路径规划(g/kWh)、机器人行进速度优化比排放(g/kWh)、机器人负载优化比排放(g/kWh)的计算;速度性的测试,分别测试不同路径规划在路径规划方法额定速度的变化值,在路径规划方法速度达到额定速度后,稳定100秒后,开始测试路径规划方法的变化20秒,基于20秒的变化值计算平均值,即可得到相应路径规划在路径规划方法额定速度下的变化值。计算得到的不同路径规划(添加不同要素权重分配、权重的物流机器人)的比路径规划(g/kWh)、机器人行进速度优化比排放(g/kWh)、机器人负载优化比排放(g/kWh)、额定速度变化值(N·m),与无标注物流机器人的地图试验结果进行对比。
[0086] 测试对比结果见表2。
[0087] 表2不同要素权重分配、要素权重的路径规划效果测试结果对比
[0088]
[0089] 所述12种要素方案中,当要素权重分配2与与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低5.0%,额定速度变化增加1.3%,机器人行进速度优化提升5.8%,机器人负载优化提升3.3%;
[0090] 当要素权重分配2与所述机器人所在地图,按照第二比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低4.7%,额定速度变化增加1.2%,粒物PM提升5.6%,机器人负载优化提升3.0%;
[0091] 当要素权重分配2与所述机器人所在地图,按照第三比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低4.8%,额定速度变化增加1.2%,机器人行进速度优化提升5.5%,机器人负载优化提升3.0%;
[0092] 当要素权重分配4与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低5.1%,额定速度变化增加1.5%,机器人行进速度优化提升4.8%,机器人负载优化提升4.2%;
[0093] 当要素权重分配4与所述机器人所在地图,按照第二比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低6.0%,额定速度变化增加1.7%,机器人行进速度优化提升5.3%,机器人负载优化提升4.3%;
[0094] 当要素权重分配4与所述机器人所在地图,按照第三比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低6.2%,额定速度变化增加1.6%,机器人行进速度优化提升5.5%,机器人负载优化提升4.2%;
[0095] 当要素权重分配6与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低5.6%,额定速度变化增加1.5%,机器人行进速度优化提升5.2%,机器人负载优化提升3.9%;
[0096] 当要素权重分配6与所述机器人所在地图,按照第二比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低5.9%,额定速度变化增加1.7%,机器人行进速度优化提升6.1%,机器人负载优化提升3.5%;
[0097] 当要素权重分配6与所述机器人所在地图,按照第三比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低6.4%,额定速度变化增加1.8%,机器人行进速度优化提升5.7%,机器人负载优化提升3.0%;
[0098] 当要素权重分配8与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低6.3%,额定速度变化增加1.3%,机器人行进速度优化提升6.2%,机器人负载优化提升3.6%;
[0099] 当要素权重分配8与所述机器人所在地图,按照第二比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低6.5%,额定速度变化增加1.5%,机器人行进速度优化提升6.3%,机器人负载优化提升3.8%;
[0100] 当要素权重分配8与所述机器人所在地图,按照第三比例权重分配进行要素权重分配时,比路径规划降低6.4%,额定速度变化增加1.5%,机器人行进速度优化提升6.1%,机器人负载优化提升4.2%;
[0101] 通过对比分析,基于所述测试结果选择路径规划增效剂与路径规划混合方案,其‑6中,要素权重分配2与路径规划以第一比例权重分配×10 要素、要素权重分配4与路径规划‑6
以第二比例权重分配×10 要素、要素权重分配6与路径规划以第三比例权重分配要素、要素权重分配8与路径规划以第三比例权重分配要素得到最佳的综合准确性、速度性、速度优化提升、NOx容错性效果。
[0102] 具体的,在上述实施例的一种可能的实现中,基于物流机器人的影响要素与最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型,本发明基于上述试验测试结果,提出基于最小二乘法的要素权重推荐,即根据物流机器人要素权重分配2、4、6、8的组分权重与路径规划要素的权重,建立清净增效剂影响要素权重与路径规划要素权重的数学关系模型,根据得到的模型,可以进行根据清净增效剂的要素权重分配权重提出推荐路径规划要素权重。
[0103] 本发明提出的基于最小二乘法的要素权重的数据关系模型的实现流程如下:
[0104] 依据路径规划效果测试结果,挑选出要素权重分配2、4、6、8最佳的路径规划要素的权重,见表3;
[0105] 表3不同要素权重分配的最佳路径规划要素权重
[0106]
[0107] 基于ORIGIN软件,以物流机器人的有效影响要素、要素权重复制到ORIGIN表格中,以物流机器人的有效影响要素为自变量,设置为x;以要素权重为因变量,设置为y;
[0108] 基于ORIGIN软件的“统计”中的“最小二乘法”,对x、y进行拟合,得到拟合后的数据模型,见公式1
[0109] C=58.80×a-6.28×b+9.99×c-8.20×e+11.80×f-203.28 (1);
[0110] 基于拟合后的数据模型,以其他要素权重分配的组分当做x值,计算得出不同要素权重分配的要素权重。
[0111] 因此,本发明以要素权重分配2、4、6、8的组分权重与路径规划要素的权重,基于最小二乘法拟合出数学模型。
[0112] 本发明基于拟合的模型,以要素权重分配1、3、5、7的组分当做x值,计算得出不同要素权重分配的要素权重,计算结果见表4。
[0113] 本发明基于4种要素权重分配及其最优的混合权重,进行最小二次拟合,得到拟合后的数据模型,然后基于拟合后的数据模型对未做试验的4种要素权重分配,能够进行最佳混合权重推荐。
[0114] 表4基于数学模型的最佳路径规划要素权重
[0115]
[0116] 本发明基于数学模型计算的最佳路径规划要素权重进行修正,要素权重分配1与路径规划以行进能力、要素权重分配3与路径规划以负载状态、要素权重分配5与路径规划以空间道路的交通状态、要素权重分配7与路径规划以第三比例权重分配进行要素权重分配。
[0117] 具体的,在上述实施例的一种可能的实现中,开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的物流机器人的路径规划效果,至少还包括:
[0118] 将第一物流机器人要素权重分配以行进能力要素在地图中,基于无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划,至少基于第三比例权重分配、第四比例权重分配、第五比例权重分配……第n比例权重分配、第n+1比例权重分配下进行路径规划效果功率和路径规划消耗率测试;
[0119] 将物流机器人要素权重分配1以行进能力要素在地图中,基于基准地图(无标注物流机器人的路径规划)、添加物流机器人的路径规划,基于第三比例权重分配、第四比例权重分配、第五比例权重分配……第n比例权重分配、第n+1比例权重分配下进行路径规划效果功率和路径规划消耗率测试。路径规划方法全负荷条件下,行进含要素权重分配1物流机器人的路径规划,绝大部分工况路径规划方法功率增加,增幅最大约为1.5%;行进含要素权重分配1路径规划,路径规划方法路径规划消耗率下降,路径规划行进区向高速度、大变化方向拓展,行进运行区域变大。
[0120] 本发明另一实施例请求保护一种物流机器人的路径规划系统,所述物流机器人的路径规划系统包括以下模块:
[0121] 要素权重分配模块,挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
[0122] 效果测试模块,开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性;
[0123] 最优处理模块,得到所述路径规划效果测试测试的测试结果,进行综合分析,挑选最优的要素权重;
[0124] 推荐模型模块,基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型;
[0125] 数据扩展模块,基于所述要素权重推荐模型,计算其他物流机器人路径规划要素分配的最优要素权重;
[0126] 应用与测试模块,开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果。
[0127] 在上述方面的一种可能的实现中,所述要素权重分配模块,挑选配置好的所述物流机器人分别与路径规划按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配,包括:
[0128] 每种物流机器人分别与所述机器人所在地图,按照第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配进行要素权重分配;
[0129] 所述开展不同的所述物流机器人、不同所述路径规划要素权重的路径规划效果测试,测试路径规划方法的准确性、速度性、容错性,还包括:
[0130] 为了避免后处理装置对机器人行进速度优化和机器人负载优化的影响,选择的测试路径规划方法不安装后处理装置,即不安装速度优化后处理装置、不安装负载优化装置;
[0131] 所述路径规划效果测试过程为依次基于无路径规划添加剂的地图以及以不同要素权重分配的路径规划添加剂分别以第一比例权重分配、第二比例权重分配、第三比例权重分配与地图要素的路径规划;
[0132] 分别按照通用标准规定进行物流机器人下的稳态工况的路径规划消耗、机器人行进速度优化和机器人负载优化的测试;
[0133] 所述测试的测试数据按照通用标准要求进行比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh的计算。
[0134] 在上述方面的一种可能的实现中,所述测试还包括速度性的测试,分别测试不同路径规划在路径规划方法额定速度的变化值,在路径规划方法速度达到额定速度后,稳定100秒后,开始测试路径规划方法的变化20秒,基于20秒的变化值计算平均值,即可得到相应路径规划在路径规划方法额定速度下的变化值;
[0135] 计算得到的不同路径规划的比路径规划g/kWh、机器人行进速度优化比km/h、机器人负载优化比提升g/kWh、额定速度变化值N·m,与无标注物流机器人的地图试验结果进行对比,所述不同路径规划为添加不同要素权重分配、权重的物流机器人。
[0136] 在上述方面的一种可能的实现中,所述推荐模型模块,基于所述物流机器人的影响要素与所述最优的要素权重数据,以最小二乘法进行拟合,得到所述物流机器人的路径规划要素分配与路径规划的要素权重推荐模型,还包括:
[0137] 依据路径规划效果测试结果,挑选出要素权重分配最佳的路径规划要素的权重;
[0138] 基于ORIGIN软件,以所述物流机器人的有效影响要素、要素权重复制到ORIGIN表格中,以所述物流机器人的有效影响要素为自变量,设置为x;以要素权重为因变量,设置为y;
[0139] 基于ORIGIN软件的“统计”中的“最小二乘法”,通过下述公式对x、y进行拟合,得到所述拟合后的数据模型:
[0140] C=58.80×a-6.28×b+9.99×c-8.20×e+11.80×f-203.28;
[0141] 基于所述拟合后的数据模型,以其他要素权重分配的组分当做x值,计算得出不同要素权重分配的要素权重。
[0142] 在上述方面的一种可能的实现中,所述应用与测试模块,开展应用与测试,验证不同要素权重分配以及要素权重的所述物流机器人的路径规划效果,至少还包括:
[0143] 将第一物流机器人要素权重分配以行进能力要素在地图中,基于无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划,至少基于第三比例权重分配、第四比例权重分配、第五比例权重分配……第n比例权重分配、第n+1比例权重分配下进行路径规划效果功率和路径规划消耗率测试;
[0144] 将第二物流机器人要素权重分配以负载状态要素在地图中,开展无标注物流机器人的路径规划、添加物流机器人的路径规划的路径规划的地图路径规划效果测试;
[0145] 将第三物流机器人要素权重分配以空间道路的交通状态要素在地图中,在地图车中路径规划第一方向后,通过摄像头观察路径规划方法道路表面。
[0146] 本发明专利提供以上实施案例仅仅是为了描述本发明的目的,而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改,均应涵盖在本发明的范围之内。
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