基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法技術

本發明專利技術具體涉及基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，包括：分別構建與工廠環境和AGV小車對應的數字孿生工廠和數字孿生小車并導入數字孿生應用中；獲取AGV小車的運輸任務，通過數字孿生小車在數字孿生工廠中模擬對應運輸任務的運行，并結合路徑規劃算法生成對應的規劃路徑；實時獲取AGV小車的運行數據，使得數字孿生小車能夠基于對應的運行數據在數字孿生工廠中模擬運行，基于數字孿生小車的模擬運行狀態結合AGV小車的運行數據實時優化規劃路徑，以更新AGV小車的運輸路徑。本發明專利技術能夠結合虛擬模型和真實數據實現AGV小車的運輸模擬和路徑規劃，并且能夠通過AGV小車實時狀態對其運輸路徑進行預測性推演和判斷。其運輸路徑進行預測性推演和判斷。其運輸路徑進行預測性推演和判斷。

【技術實現步驟摘要】
基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法


[0001]本專利技術涉及倉儲物流仿真
，具體涉及基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法。

技術介紹

[0002]AGV(Automated Guided Vehicle)通常也稱為AGV小車，是指裝備有電磁或光學等自動導航裝置，能夠沿規定的導航路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。
[0003]AGV小車的運行仿真是制造業數字孿生仿真系統中重要部分。其中，數字孿生技術是以數字化方式創建物理實體的虛擬模型，借助數據模擬物理實體在現實環境中的行為。如公開號為CN113792406A的中國專利就公開了《一種基于數字孿生的AGV小車仿真系統》，其對整個AGV系統進行1:1真實還原，構建出虛擬數字孿生體，為面向AGV的數字孿生倉儲仿真系統奠定虛擬映射現實的基礎；其根據狀態傳感器和定位傳感器獲取實時的傳感器數據以及相關AGV的電量、位置信息，基于實時通訊技術對AGV的真實運動過程、運動結果進行還原。
[0004]上述現有方案中的AGV小車仿真系統通過數字孿生技術還原AGV小車的真實運動過程和運動結果。然而，上述現有方案僅通過數字孿生技術還原了AGV小車，未對AGV小車的運行環境即工廠環境進行仿真，使得無法有效實現AGV小車的運輸模擬和路徑規，也無法對AGV小車的運輸路徑進行預測性推演和判斷，進而導致無法有效實現AGV小車的運輸路徑規劃。因此，如何設計一種能夠基于數字孿生技術實現AGV小車運輸路徑規劃的方法是亟需解決的技術問題。

技術實現思路
r/>[0005]針對上述現有技術的不足，本專利技術所要解決的技術問題是：如何提供一種基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，能夠結合虛擬模型和真實數據實現AGV小車的運輸模擬和路徑規劃，并且能夠通過AGV小車實時狀態對其運輸路徑進行預測性推演和判斷，從而能夠提高AGV小車運輸路徑規劃的效果，并能夠為AGV小車的運輸路徑規劃提供一種新的思路。
[0006]為了解決上述技術問題，本專利技術采用了如下的技術方案：基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，包括：S1：分別構建與工廠環境和AGV小車對應的數字孿生工廠和數字孿生小車；S2：將數字孿生工廠和數字孿生小車導入數字孿生應用中；S3：獲取AGV小車的運輸任務并導入數字孿生應用中，通過數字孿生小車在數字孿生工廠中模擬對應運輸任務的運行，并結合路徑規劃算法生成對應的規劃路徑，進而通過對應的規劃路徑控制AGV小車運行；S4：實時獲取AGV小車的運行數據并同步至數字孿生應用中，使得數字孿生小車能夠基于對應的運行數據在數字孿生工廠中模擬運行，進而基于數字孿生小車的模擬運行狀
態結合AGV小車的運行數據實時優化對應的規劃路徑，以更新AGV小車的運輸路徑。
[0007]優選的，步驟S1中，通過三維建模技術將工廠環境進行1：1的還原，生成對應的數字孿生工廠。
[0008]優選的，步驟S1中，通過三維建模技術將AGV小車進行1：1的還原，生成對應的數字孿生小車。
[0009]優選的，步驟S2中，將數字孿生工廠和數字孿生小車導入數字孿生應用后，通過3D可視化引擎對數字孿生工廠和數字孿生小車進行應用初始化，實現數字孿生工廠和數字孿生小車的可視化。
[0010]優選的，3D可視化引擎基于ThreeJS開發。
[0011]優選的，步驟S4中，數字孿生應用與AGV小車之間通過Modbus協議實時通訊。
[0012]優選的，步驟S4中，AGV小車的運行數據包括當前位置、運動速度、運動加速度、運動方向和裝載重量。
[0013]優選的，AGV小車的運行數據還包括小車故障數據；根據小車故障數據診斷AGV小車的故障狀態，進而基于AGV小車的故障狀態和剩余的運輸任務判斷AGV小車是否能夠完成運輸任務：若是，則基于對應的規劃路徑繼續控制AGV小車運行；否則，從數字孿生工廠中搜索距離數字孿生小車當前位置最近的維修點，并基于數字孿生小車的當前位置和對應維修點的位置信息計算生成對應的維修規劃路徑，進而通過對應的維修規劃路徑控制AGV小車運行。
[0014]優選的，AGV小車的運行數據還包括小車電量數據；根據小車電量數據診斷AGV小車的電量狀態，進而基于AGV小車的電量狀態和剩余的運輸任務判斷AGV小車是否能夠完成運輸任務：若是，則基于對應的規劃路徑繼續控制AGV小車運行；否則，從數字孿生工廠中搜索距離數字孿生小車當前位置最近的充電點，并基于數字孿生小車的當前位置和對應充電點的位置信息計算生成對應的充電規劃路徑，進而通過對應的充電規劃路徑控制AGV小車運行。
[0015]優選的，AGV小車的運行數據還包括障礙物位置信息；根據障礙物位置信息判斷障礙物是否阻斷了AGV小車在規劃路徑上運行：若是，則基于障礙位置信息重新規劃能夠繞開對應障礙物的繞障路徑，并基于繞障路徑控制AGV小車運行；否則，基于對應的規劃路徑繼續控制AGV小車運行。
[0016]本專利技術中基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法與現有技術相比，具有如下有益效果：本專利技術通過構建與工廠環境和AGV小車對應的數字孿生體，能夠實現數字孿生小車在數字孿生工廠中模擬對應運輸任務的運行，進而結合路徑規劃算法生成對應的規劃路徑并控制AGV小車運行；同時，實時獲取AGV小車的運行數據，使得數字孿生小車能夠基于AGV小車的運行數據在數字孿生工廠中模擬運行，并基于數字孿生小車的模擬運行狀態結合AGV小車的運行數據實時優化規劃路徑，即能夠結合虛擬模型和真實數據實現AGV小車的運輸模擬（仿真）和路徑規劃，并且能夠通過AGV小車實時狀態對其運輸路徑進行預測性推演和判斷，從而能夠提高AGV小車運輸路徑規劃的效果，并能夠為AGV小車的運輸路徑規劃提供一種新的思路。
附圖說明
[0017]為了使專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術作進一步的詳細描述，其中：圖1為基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法的邏輯框圖。
具體實施方式
[0018]為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本專利技術實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本專利技術的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本專利技術的范圍，而是僅表示本專利技術的選定實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例都屬于本專利技術保護的范圍。
[0019]應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。在本專利技術的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該專利技術產品使用時慣常擺本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，其特征在于，包括：S1：分別構建與工廠環境和AGV小車對應的數字孿生工廠和數字孿生小車；S2：將數字孿生工廠和數字孿生小車導入數字孿生應用中；S3：獲取AGV小車的運輸任務并導入數字孿生應用中，通過數字孿生小車在數字孿生工廠中模擬對應運輸任務的運行，并結合路徑規劃算法生成對應的規劃路徑，進而通過對應的規劃路徑控制AGV小車運行；S4：實時獲取AGV小車的運行數據并同步至數字孿生應用中，使得數字孿生小車能夠基于對應的運行數據在數字孿生工廠中模擬運行，進而基于數字孿生小車的模擬運行狀態結合AGV小車的運行數據實時優化對應的規劃路徑，以更新AGV小車的運輸路徑。2.如權利要求1所述的基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，其特征在于：步驟S1中，通過三維建模技術將工廠環境進行1：1的還原，生成對應的數字孿生工廠。3.如權利要求1所述的基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，其特征在于：步驟S1中，通過三維建模技術將AGV小車進行1：1的還原，生成對應的數字孿生小車。4.如權利要求1所述的基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，其特征在于：步驟S2中，將數字孿生工廠和數字孿生小車導入數字孿生應用后，通過3D可視化引擎對數字孿生工廠和數字孿生小車進行應用初始化，實現數字孿生工廠和數字孿生小車的可視化。5.如權利要求4所述的基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，其特征在于：3D可視化引擎基于ThreeJS開發。6.如權利要求1所述的基于數字孿生的AGV小車運輸路徑規劃方法，其特征在于：步驟S4中，數字孿生應用與AGV小車之間通過Modbus協議實時通訊。7.如權利要求1所述的基于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鞏書凱，簡思憶，陳磊，盧仁謙，程旭，
申請(專利權)人：重慶忽米網絡科技有限公司，
類型：發明
國別省市：