动子路径规划方法、装置、计算机设备及可读存储介质与流程

专利2025-04-28  13


本技术涉及路径规划,尤其涉及一种动子路径规划方法、装置、计算机设备及可读存储介质。


背景技术:

1、在磁悬浮平面输送系统中,动子(也称为悬浮滑块或负载)是一个被磁力悬浮在导轨上的装置,其内部包含有磁性材料,而导轨则产生磁场。通过改变导轨上的磁场分布,可以控制动子在导轨上的运动方向和速度,以避免动子与其他物体(如其他动子、固定障碍物等)发生碰撞,同时优化动子的运动轨迹。

2、相关技术中,可以运用深度优先搜索算法(depth-fi rst search,dfs)或dijkstra算法对多个动子执行路径规划。虽然这些方法可以帮助寻找和规划路径,但是往往难以确定最优路径轨迹,并且在路径规划的过程中未能有效避免各个动体之间潜在的碰撞。


技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种动子路径规划方法、装置、计算机设备及可读存储介质,能够在对多个动子进行路径优化的同时,有效避免各动子之间的潜在碰撞。

2、为实现上述目的,本技术实施例的第一方面提出了一种动子路径规划方法,所述方法包括:

3、获取多个目标动子,并从预设的初始时序地图中确定每个所述目标动子的起始节点和目标节点,其中,所述初始时序地图包括位于所述起始节点和所述目标节点之间的多个中间节点;

4、针对每个所述目标动子,基于各所述中间节点分别相对于所述起始节点和所述目标节点的路径代价选取多个目标中间节点,并根据多个所述目标中间节点生成所述目标动子的目标路径;

5、针对每个所述目标动子,获取所述目标动子的运动速度,并基于所述目标路径包含的目标中间节点之间的子路径代价和所述运动速度,确定所述目标动子途经多个目标中间节点时的节点到达时刻;

6、在所述初始时序地图中对各所述目标中间节点标记所述节点到达时刻,得到目标时序地图;

7、针对每个所述目标中间节点,根据所述节点到达时刻进行时间冲突的检测,得到检测结果;

8、基于所述检测结果进行动子路径规划,得到动子路径规划结果。

9、相应的,本技术实施例的第二方面提出了一种动子路径规划装置,所述装置包括:

10、获取模块,用于获取多个目标动子,并从预设的初始时序地图中确定每个所述目标动子的起始节点和目标节点,其中,所述初始时序地图包括位于所述起始节点和所述目标节点之间的多个中间节点;

11、生成模块,用于针对每个所述目标动子,基于各所述中间节点分别相对于所述起始节点和所述目标节点的路径代价选取多个目标中间节点,并根据多个所述目标中间节点生成所述目标动子的目标路径;

12、确定模块,用于针对每个所述目标动子,获取所述目标动子的运动速度,并基于所述目标路径包含的目标中间节点之间的子路径代价和所述运动速度,确定所述目标动子途经多个目标中间节点时的节点到达时刻;

13、标记模块,用于在所述初始时序地图中对各所述目标中间节点标记所述节点到达时刻,得到目标时序地图;

14、检测模块,用于针对每个所述目标中间节点,根据所述节点到达时刻进行时间冲突的检测,得到检测结果;

15、规划模块,用于基于所述检测结果进行动子路径规划,得到动子路径规划结果。

16、在一些实施方式中,所述规划模块,还用于:

17、当所述检测结果表征存在所述目标中间节点包含的多个节点到达时刻冲突时,将所述目标中间节点确定为冲突节点;

18、获取所述冲突节点的产生冲突的所述节点到达时刻作为冲突时刻,并确定所述冲突时刻对应的多个所述目标动子的行进优先级;

19、基于所述行进优先级对所述目标动子进行动子路径规划,得到动子路径规划结果。

20、在一些实施方式中,所述目标动子包括第一目标动子和第二目标动子,所述第一目标动子的行进优先级为第一优先级,所述第二目标动子的行进优先级为第二优先级;所述规划模块,还用于:

21、基于所述第一优先级和所述第二优先级的顺序,确定所述第二目标动子对应的目标路径;

22、基于所述目标时序地图,获取所述第二目标动子在对应的所述目标路径中各目标中间节点的节点到达时刻;

23、基于所述节点到达时刻,结合所述目标时序地图对所述第二目标动子进行动子路径规划,得到动子路径规划结果。

24、在一些实施方式中,所述生成模块,还用于:

25、针对每个所述目标动子,确定与所述起始节点相邻的多个相邻节点;

26、计算每个相邻节点相对于所述起始节点和所述目标节点的路径代价,并基于多个所述路径代价从所述多个相邻节点中确定首个目标中间节点;

27、以所述首个目标中间节点为起点,确定与所述目标中间节点相邻的多个相邻节点,计算每个相邻节点相对于所述起始节点和所述目标节点的路径代价,并基于多个所述路径代价从所述目标中间节点相邻的多个所述相邻节点中确定下一个目标中间节点;

28、重复执行所述确定与所述目标中间节点相邻的多个相邻节点,计算每个相邻节点相对于所述起始节点和所述目标节点的路径代价,并基于多个所述路径代价从所述目标中间节点相邻的多个所述相邻节点中确定下一个目标中间节点步骤,直至确定所述下一个目标中间节点为所述目标节点,以获得所述起始节点与所述目标节点之间的多个目标中间节点;

29、基于多个所述目标中间节点生成所述目标动子的目标路径。

30、在一些实施方式中,所述生成模块,还用于:

31、分别计算每个所述相邻节点距离所述起始节点的第一路径代价,以及每个所述相邻节点距离所述目标节点的第二路径代价;

32、针对每个所述相邻节点,将所述第一路径代价和所述第二路径代价之和作为所述相邻节点相对于所述起始节点和所述目标节点的路径代价。

33、在一些实施方式中,所述生成模块,还用于:

34、将多个所述相邻节点对应的多个所述路径代价存储至开放代价列表中,并在所述开放代价列表中对所述路径代价进行顺序排序,得到顺序排序结果;

35、基于所述顺序排序结果,将最短的所述路径代价对应的所述相邻节点确定为目标中间节点。

36、在一些实施方式中,所述动子路径规划装置还包括更新模块,用于:

37、当各所述目标动子根据所述动子路径规划结果开始移动后,针对每个所述目标动子,实时检测所述目标动子与位于前方的至少一个目标动子的第一距离;

38、当存在所述目标动子与位于前方的目标动子的所述第一距离小于预设阈值时,将位于前方的所述目标动子作为障碍动子,并基于所述障碍动子对所述目标动子进行行进动子路径规划,得到所述目标动子的更新目标路径。

39、相应的,本技术第三方面实施例提出了一种计算机设备,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现本技术第一方面实施例任一项所述的动子路径规划方法。

40、相应的,本技术第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本技术第一方面实施例任一项所述的动子路径规划方法。

41、本技术实施例通过获取多个目标动子,并从预设的初始时序地图中确定每个目标动子的起始节点和目标节点,其中,初始时序地图包括位于起始节点和目标节点之间的多个中间节点;针对每个目标动子,基于各中间节点分别相对于起始节点和目标节点的路径代价选取多个目标中间节点,并根据多个目标中间节点生成目标动子的目标路径;针对每个目标动子,获取目标动子的运动速度,并基于目标路径包含的目标中间节点之间的子路径代价和运动速度,确定目标动子途经多个目标中间节点时的节点到达时刻;在初始时序地图中对各目标中间节点标记节点到达时刻,得到目标时序地图;针对每个目标中间节点,根据节点到达时刻进行时间冲突的检测,得到检测结果;基于检测结果进行动子路径规划,得到动子路径规划结果。以此,能够通过计算每个中间节点对应于起始节点和目标节点的路径代价,选取路径代价最小的中间节点作为目标中间节点,以此根据目标动子对应的多个目标中间节点,生成最优的目标路径。并且,在得到最优目标路径之后,还能够基于每个目标动子在各目标中间节点的节点到达时刻生成目标时序地图,从而基于时间维度快速进行目标动子之间的冲突检测,有效避免各动子之间的潜在碰撞。综上,本技术能够在对多个动子进行路径优化的同时,有效避免各动子之间的潜在碰撞。


技术特征:

1.一种动子路径规划方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的动子路径规划方法,其特征在于,所述基于所述检测结果进行动子路径规划,得到动子路径规划结果,包括:

3.根据权利要求2所述的动子路径规划方法,其特征在于,所述目标动子包括第一目标动子和第二目标动子,所述第一目标动子的行进优先级为第一优先级,所述第二目标动子的行进优先级为第二优先级;所述基于所述行进优先级对所述目标动子进行动子路径规划,得到动子路径规划结果,包括:

4.根据权利要求1所述的动子路径规划方法,其特征在于,所述针对每个所述目标动子,基于各所述中间节点分别相对于所述起始节点和所述目标节点的路径代价选取多个目标中间节点,并根据多个所述目标中间节点生成所述目标动子的目标路径,包括:

5.根据权利要求4所述的动子路径规划方法,其特征在于,所述计算多个所述相邻节点相对于所述起始节点和所述目标节点的多个路径代价,包括:

6.根据权利要求4所述的动子路径规划方法,其特征在于,所述基于多个所述路径代价确定目标中间节点,包括:

7.根据权利要求1所述的动子路径规划方法,其特征在于,所述基于所述检测结果进行动子路径规划,得到动子路径规划结果之后,还包括:

8.一种动子路径规划装置,其特征在于,所述装置包括:

9.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的动子路径规划方法。

10.一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的动子路径规划方法。


技术总结
本申请实施例提供了一种动子路径规划方法、装置、计算机设备及可读存储介质,方法包括:获取多个目标动子,并确定每个目标动子的起始节点和目标节点;基于各中间节点相对于起始节点和目标节点的路径代价选取多个目标中间节点,并根据多个目标中间节点生成目标动子的目标路径;基于目标路径包含的子路径代价和运动速度,确定目标动子途经多个目标中间节点时的节点到达时刻;在初始时序地图中对各目标中间节点标记节点到达时刻,得到目标时序地图;根据节点到达时刻进行时间冲突的检测,得到检测结果;基于检测结果进行动子路径规划,得到动子路径规划结果。以此,能够在对多个动子进行路径优化的同时,有效避免各动子之间的潜在碰撞。

技术研发人员:卢红星,叶进余,沈佳能
受保护的技术使用者:苏州纵苇科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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