遺傳算法在多AGV小車(chē)路徑規(guī)劃中避免衝(chōng)突的方法主要有以下幾種:
路徑規劃與衝突檢測
單獨路徑規劃:首(shǒu)先使用A*算法等對各AGV小車(chē)單獨(dú)的路徑進行規劃(huá),得到各AGV小車的初始路徑種群。
衝突檢(jiǎn)測:在初始路徑種群(qún)中尋找各AGV小車規劃方案的衝突,例如節點衝突(兩台AGV小車在同一時間到達相同節點,此後駛向不同方向)和相向衝突(兩台AGV小車(chē)在到達相同節(jiē)點後,對向行駛,在重合路徑上(shàng)發生衝突)。
衝突規避策略
停(tíng)車等(děng)待策略:針對(duì)節點衝突情況,采用優先通行策略,即根據(jù)任務屬性、剩餘路徑長度等因素為AGV小車賦予不同優先級。當兩台AGV小車到達同一節點時,優先根據任務屬性分配臨時優先級,當任務屬(shǔ)性無法區分時,分別計(jì)算兩台AGV小車剩餘(yú)路徑長(zhǎng)度,為剩餘路徑(jìng)較(jiào)短的AGV小車賦予較高的臨時(shí)優先級並優先通行,另一台(tái)臨時停靠等待(dài)。通過衝突節點後清空臨時優先級。
重新尋路-臨時避讓策略:針(zhēn)對相向衝突的兩種情況,除了重新尋路解(jiě)決衝突問(wèn)題外,還要考慮是否可以通過臨(lín)時避讓(ràng)解決衝突。具(jù)體表現為(wéi):當AGV間出現相向衝突時,若優(yōu)先級較低、AGV小車(chē)當前所在節點上存在其他可通行(háng)方向,且轉向其他方向後等待(dài)另一AGV小車通過時間和原剩餘路徑長度行駛時(shí)間的和小於從當前節點重(chóng)新規劃的路徑行駛時(shí)間,則優先采用臨時避讓策略;否則從當前節點重新規劃到目(mù)標點的路徑。
遺傳算法優化
適應度函數設計:將衝突情況納入適應度函數的考量,例如設置一個懲罰項,當路(lù)徑存在衝突時,降(jiàng)低該路徑方(fāng)案的(de)適應度值,使遺傳算法在選擇、交叉和變異操(cāo)作中更(gèng)傾向於選擇無衝突或衝突較少的路(lù)徑方案。
交叉和變異操作(zuò):在交叉和變異操作中,對產生的新(xīn)路徑方案進行衝突檢測和規避(bì)處理,確(què)保新生成的路徑個體滿足無衝突或低衝突的要求。例如,在交叉操作後,對新(xīn)生(shēng)成的子代染色體進行衝突檢測,若存在衝突,則(zé)通過調整(zhěng)路徑點或采用上述(shù)衝突規避策略進行修正。
其他輔助方法
時(shí)間窗模型:引入時間窗模型,為每個AGV小車的路徑規劃分(fèn)配(pèi)時間窗,確保在同一時間內(nèi)不(bú)同AGV小車不會(huì)占(zhàn)用相同的節點或路徑段,從而避免衝突。
動態路徑規劃:在(zài)AGV小車運行過程中,實時監測路徑情況和AGV小車狀態(tài),當出現(xiàn)新的衝突或幹擾時,及時調整路徑(jìng)規劃,重新計算無(wú)衝突(tū)的路徑方案。