[发明专利]一种无人餐厅自动送餐路径规划方法

说明书

本发明涉及一种无人餐厅自动送餐路径规划方法，包括以下步骤：步骤S1:根据顾客点餐系统获取送餐小车的目标点位及送餐小车数量；步骤S2:根据得到的目标点位及送餐小车数量，确定系统调度目标；步骤S3:根据系统调度目标构建路径规划模型；步骤S4:根据得到的路径规划模型规划初始规划策略；步骤S5:根据得到初始规划策略，采用模糊算法规避实时碰撞，生成最优规划策略；步骤S6:系统根据最优规划策略控制送餐小车执行送餐任务。本发明可以保证无人餐厅自动送餐系统的稳定性、可靠性，同时保证送餐小车组的调度有序、高效，不会发生送餐小车间相互碰撞或者死锁的情况。

技术领域

本发明涉及移动机器人的自主导航领域，具体涉及一种无人餐厅路径规划方法。

背景技术

AGV小车因为其自动化程度高，方便，能减少占地面积，在多个领域都有很好的应用，并取得了很好的效果。例如：在仓储业，AGV小车用于实现出入库货物的自动搬运；在邮局、图书馆、码头和机场等场合，物品的运送存在着作业量变化大，动态性强，作业流程经常调整，以及搬运作业过程单一等特点，AGV小车的并行作业、自动化、智能化和柔性化的特性能够很好的满足上式场合的搬运要求；在军事上，以AGV小车的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备，可用于战场排雷和阵地侦察。而在无人餐厅方面，AGV小车主要是根据顾客点餐系统来获取目标点，然后运输餐品到顾客手中，由于无人餐厅中有多台AGV小车，为了防止小车之间发生碰撞，需要为每个小车规划出一条无碰撞、协调的路径，因此有必要设计一种无人餐厅的自动送餐路径来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无人餐厅自动送餐路径规划方法，通过构建数学模型来求解送餐小车到达目标点的最短时间，利用模糊算法进行路径规划优化，从而实现更高效、稳定的无人送餐技术。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无人餐厅自动送餐路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:根据顾客点餐系统获取送餐小车的目标点位及送餐小车数量；

步骤S2:根据得到的目标点位及送餐小车数量，确定系统调度目标；

步骤S3:根据系统调度目标构建路径规划模型；

步骤S4:根据得到的路径规划模型规划初始规划策略；

步骤S5:根据得到初始规划策略，采用模糊算法规避实时碰撞，生成最优规划策略；

步骤S6:系统根据最优规划策略控制送餐小车执行送餐任务。

进一步的，所述系统调度目标模型如下：

其中，T1(k)为第k辆送餐小车将顾客的餐品送到目标点位后回到起始位置并且无障碍行驶的实际时间；T2(k)为第k辆送餐小车在目标点位所在的支路外等待的时间；T3(k)为第k辆送餐小车与其他小车发生冲突时行驶的实际时间；m表示送餐小车组中送餐小车的辆数。

进一步的，所述路径规划模型包括送餐小车完成所述送餐路径所用时间的目标函数、所述目标函数的约束条件以及决策变量。

进一步的，所述步骤S3具体为：

步骤S31：送餐小车组中第k辆送餐小车无障碍送餐往返全程的时间函数如下式：

其中，X(k)_ij为决策变量，当第k辆送餐小车有送餐任务(i,j)时，取值为1，否则，为0；l_ij为送餐小车从出发点到目标点位(i,j)的距离以及从目标点位(i,j)回到出发点的距离之和；v为送餐小车的运行速度；t1为顾客取餐的实际时间，a为支路的数目，b为每条支路上目标点位的个数，此处a＝4，b＝5，即4条支路，每条支路上有5个目标点位。