本發(fā)明涉及一種基于節(jié)點(diǎn)縮減的最佳路徑計(jì)算方法、裝置以及系統(tǒng)，更具體地，涉及一種基于節(jié)點(diǎn)縮減的最佳路徑計(jì)算方法、裝置以及系統(tǒng)，其在物流自動(dòng)化系統(tǒng)中能夠基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的圖有效地計(jì)算從起始節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的最佳路徑。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著電子商務(wù)的發(fā)展和工廠自動(dòng)化的普及等，能夠在最小化作業(yè)者的干預(yù)的情況下高效地處理貨物等的運(yùn)輸?shù)奈锪髯詣?dòng)化系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。

2、更具體地，正在進(jìn)行各種嘗試，例如，在物流倉庫或工廠等利用自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車（automated?guided?vehicle,?agv）或自主移動(dòng)機(jī)器人（autonomous?mobile?robot，amr）等物流機(jī)器人來搬運(yùn)產(chǎn)品或部件等，或者在半導(dǎo)體工廠等利用天車搬運(yùn)裝置（overheadhoist?transport，oht）等來搬運(yùn)晶圓等，以實(shí)現(xiàn)物流自動(dòng)化并提高作業(yè)效率，從而降低成本。

3、更具體地，圖1所示的亞馬遜的kiva系統(tǒng)在全世界的物流倉庫中運(yùn)行20多萬臺(tái)以上的自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車（agv）10，由此，將物流成本降低了20%，并且將物流搬運(yùn)時(shí)間縮短到1/6。

4、此時(shí)，為了作為上述物流自動(dòng)化系統(tǒng)的主要決策的物流機(jī)器人等的路徑探索或作業(yè)分配等，導(dǎo)出從起始節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的最短路徑（shortest?path）和其成本（cost）信息并使用。

5、為此，如圖2所示，在傳統(tǒng)的物流自動(dòng)化系統(tǒng)中，通常將整個(gè)作業(yè)空間表示為由節(jié)點(diǎn)（node）和邊（edge）構(gòu)成的圖（graph），并且利用迪杰斯特拉（dijkstra）算法或a星（a*）算法等計(jì)算最短路徑和成本信息。

6、然而，如上所述的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題在于，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，上述算法的執(zhí)行時(shí)間會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長。

7、因此，如圖3所示，在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的作業(yè)空間200中的物流系統(tǒng)中應(yīng)用上述dijkstra算法等時(shí)，可能會(huì)需要過長的運(yùn)算時(shí)間，增加服務(wù)器的運(yùn)算負(fù)荷，從而可能增加服務(wù)器與物流機(jī)器人之間的控制請(qǐng)求和響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而降低物流系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）要解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題而提出的，其目的在于提供一種基于節(jié)點(diǎn)縮減的最佳路徑計(jì)算方法、裝置以及系統(tǒng)，其能夠有效地減少在物流自動(dòng)化系統(tǒng)中基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的圖檢測(cè)最短路徑等所需的運(yùn)算時(shí)間。

3、另外，本發(fā)明的目的在于提供一種基于節(jié)點(diǎn)縮減的最佳路徑計(jì)算方法、裝置和系統(tǒng)，其可減少服務(wù)器的運(yùn)算負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與物流機(jī)器人之間的快速控制請(qǐng)求和響應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行。

4、對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明的其他詳細(xì)的目的可以通過以下記載的詳細(xì)內(nèi)容所了解和理解。

5、（二）技術(shù)方案

6、根據(jù)用于解決所述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)方面的最佳路徑計(jì)算方法基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)和連接所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的邊的圖，計(jì)算從第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑，其特征在于，所述最佳路徑計(jì)算方法包括：代表節(jié)點(diǎn)計(jì)算步驟，最佳路徑計(jì)算系統(tǒng)從多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)中計(jì)算出與所述第一節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一代表節(jié)點(diǎn)和與所述第二節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二代表節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)包含所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中與三個(gè)以上的邊連接的節(jié)點(diǎn)；代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑計(jì)算步驟，計(jì)算從所述第一代表節(jié)點(diǎn)到所述第二代表節(jié)點(diǎn)的代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑；以及最佳路徑計(jì)算步驟，考慮所述代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑、從所述第一代表節(jié)點(diǎn)到所述第一節(jié)點(diǎn)的距離差和從所述第二代表節(jié)點(diǎn)到所述第二節(jié)點(diǎn)的距離差，計(jì)算從所述第一節(jié)點(diǎn)到所述第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑。

7、其中，在所述代表節(jié)點(diǎn)計(jì)算步驟中，可以計(jì)算離所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)最近的代表節(jié)點(diǎn)作為所述每個(gè)節(jié)點(diǎn)的代表節(jié)點(diǎn)。

8、此時(shí)，在所述代表節(jié)點(diǎn)計(jì)算步驟中，可以利用第一表計(jì)算所述第一代表節(jié)點(diǎn)和所述第二代表節(jié)點(diǎn)，所述第一表包含關(guān)于所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)與所述代表節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的信息。

9、另外，在所述代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑計(jì)算步驟中，利用第二表計(jì)算所述代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑，所述第二表包含關(guān)于每個(gè)所述代表節(jié)點(diǎn)之間的距離的信息。

10、此時(shí)，在所述代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑計(jì)算步驟中，基于所述第二表應(yīng)用dijkstra算法或a*算法等計(jì)算所述代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑。

11、另外，在所述最佳路徑計(jì)算步驟中，利用第一表計(jì)算從所述第一節(jié)點(diǎn)到所述第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑，所述第一表包含關(guān)于所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)與所述代表節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和兩者之間的距離差的信息。

12、另外，所述最佳路徑計(jì)算方法可以進(jìn)一步包括：代表節(jié)點(diǎn)圖構(gòu)建步驟，從所述圖中構(gòu)件代表節(jié)點(diǎn)圖，所述代表節(jié)點(diǎn)圖包含關(guān)于多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)的信息，所述多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)包含所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中與三個(gè)以上的邊連接的節(jié)點(diǎn)。

13、其中，所述代表節(jié)點(diǎn)圖可以包含關(guān)于所述多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)和連接所述多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)的多個(gè)代表邊的信息。

14、另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的最佳路徑計(jì)算系統(tǒng)基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)和連接所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的邊的圖，計(jì)算從第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑，其特征在于，所述最佳路徑計(jì)算系統(tǒng)包括：代表節(jié)點(diǎn)計(jì)算部，從多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)中計(jì)算出與所述第一節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一代表節(jié)點(diǎn)和與所述第二節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二代表節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)包含所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中與三個(gè)以上的邊連接的節(jié)點(diǎn)；代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑計(jì)算部，計(jì)算從所述第一代表節(jié)點(diǎn)到所述第二代表節(jié)點(diǎn)的代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑；以及最佳路徑計(jì)算部，考慮所述代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑、從所述第一代表節(jié)點(diǎn)到所述第一節(jié)點(diǎn)的距離差（offset）和從所述第二代表節(jié)點(diǎn)到所述第二節(jié)點(diǎn)的距離差（offset），計(jì)算從所述第一節(jié)點(diǎn)到所述第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑。

15、（三）有益效果

16、因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的最佳路徑計(jì)算方法、裝置以及系統(tǒng)能夠有效地減少在物流自動(dòng)化系統(tǒng)中基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的圖檢測(cè)最短路徑等所需的運(yùn)算時(shí)間。

17、另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的最佳路徑計(jì)算方法、裝置以及系統(tǒng)可以減少服務(wù)器的運(yùn)算負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與物流機(jī)器人之間的快速控制請(qǐng)求和響應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行。

18、在本發(fā)明中能夠獲得的效果并不限于以上提及的技術(shù)效果，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過本說明書中記載的內(nèi)容清楚地理解未提及的其他技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種最佳路徑計(jì)算方法，所述最佳路徑計(jì)算方法基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)和連接所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的邊的圖，計(jì)算從第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑，其特征在于，所述最佳路徑計(jì)算方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的最佳路徑計(jì)算方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的最佳路徑計(jì)算方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的最佳路徑計(jì)算方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的最佳路徑計(jì)算方法，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的最佳路徑計(jì)算方法，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的最佳路徑計(jì)算方法，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的最佳路徑計(jì)算方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的最佳路徑計(jì)算方法，其特征在于，

10.一種最佳路徑計(jì)算系統(tǒng)，所述最佳路徑計(jì)算系統(tǒng)基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)和連接所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的邊的圖，計(jì)算從第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑，其特征在于，所述最佳路徑計(jì)算系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于節(jié)點(diǎn)縮減的最佳路徑計(jì)算方法、裝置以及系統(tǒng)，更具體地，涉及一種基于節(jié)點(diǎn)縮減的最佳路徑計(jì)算方法、裝置以及系統(tǒng)，其在物流自動(dòng)化系統(tǒng)中能夠基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的圖有效地計(jì)算從起始節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的最佳路徑。本發(fā)明公開一種最佳路徑計(jì)算方法，所述最佳路徑計(jì)算方法基于包含對(duì)應(yīng)于作業(yè)空間的多個(gè)節(jié)點(diǎn)和連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)的邊的圖，計(jì)算從第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑，并且包括：代表節(jié)點(diǎn)計(jì)算步驟，最佳路徑計(jì)算系統(tǒng)從多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)中計(jì)算出與第一節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一代表節(jié)點(diǎn)和與第二節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二代表節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)代表節(jié)點(diǎn)包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)中與三個(gè)以上的邊連接的節(jié)點(diǎn)；代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑計(jì)算步驟，計(jì)算從第一代表節(jié)點(diǎn)到第二代表節(jié)點(diǎn)的代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑；以及最佳路徑計(jì)算步驟，考慮代表節(jié)點(diǎn)最佳路徑、從第一代表節(jié)點(diǎn)到第一節(jié)點(diǎn)的距離差和從第二代表節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的距離差，計(jì)算從第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)的最佳路徑。

技術(shù)研發(fā)人員：黃日會(huì),黃雪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：達(dá)研科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19