天津洪荒科技有限公司周威获国家专利权
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龙图腾网获悉天津洪荒科技有限公司申请的专利基于粒子群算法的AGV实时路径数据规划处理方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120508603B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511005606.9,技术领域涉及:G06F16/29;该发明授权基于粒子群算法的AGV实时路径数据规划处理方法及系统是由周威;张恩设计研发完成,并于2025-07-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于粒子群算法的AGV实时路径数据规划处理方法及系统在说明书摘要公布了:本申请涉及数据处理技术领域,公开了一种基于粒子群算法的AGV实时路径数据规划处理方法及系统。该方法包括:采集环境空间连通性、约束密度和动态要素指数计算拓扑复杂度,复杂度小于2.0采用二维搜索,大于等于4.0采用高维搜索,构建相应维度的粒子结构,分配适应度权重系数,更新粒子位置和速度,环境复杂度变化超过0.5时切换维度并重构粒子群,从全局最优粒子提取路径坐标,验证安全距离和时空冲突,输出路径数据。本申请解决现有AGV路径规划技术中维度固化导致无法根据环境复杂度动态调整搜索策略的技术问题。
本发明授权基于粒子群算法的AGV实时路径数据规划处理方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于粒子群算法的AGV实时路径数据规划处理方法,其特征在于,所述方法包括: 采集AGV工作环境的空间连通性指数、约束密度指数和动态要素指数,计算环境拓扑复杂度数值,当复杂度小于2.0时确定二维搜索,当复杂度大于等于4.0时确定高维搜索,包括:通过激光雷达和视觉传感器对工作环境进行扫描处理,得到环境空间数据,基于所述环境空间数据计算可通行路径的拓扑连通度,得到空间连通性指数;将所述环境空间数据进行障碍物统计分析处理,得到障碍物分布数据,根据所述障碍物分布数据中的障碍物总数和环境总面积计算约束密度指数;对所述环境空间数据中的移动障碍物和其他AGV进行运动频率监测处理,得到动态要素运动数据,基于所述动态要素运动数据的频率变化计算动态要素指数;将所述空间连通性指数、所述约束密度指数和所述动态要素指数进行加权求和处理,得到环境拓扑复杂度数值,当所述环境拓扑复杂度数值小于2.0时输出二维搜索标识,当所述环境拓扑复杂度数值大于等于4.0时输出高维搜索标识; 基于确定的搜索维度构建包含位置向量和速度向量的粒子结构,二维搜索时粒子包含坐标信息,高维搜索时粒子增加时间维度和设备状态维度,包括:根据二维搜索标识对粒子结构进行基础构建处理,得到包含横坐标和纵坐标的二维位置向量和对应的二维速度向量,将所述二维位置向量和所述二维速度向量组合形成二维粒子结构;根据高维搜索标识对所述二维粒子结构进行维度扩展处理,得到包含高度坐标的高度维度数据和时间戳的时间维度数据,将所述高度维度数据和所述时间维度数据添加至所述二维位置向量中形成高维位置向量;对所述高维位置向量进行设备状态维度补充处理,得到包含设备协调状态和能耗优化状态的设备状态维度数据,将所述设备状态维度数据与所述高维位置向量合并形成扩展高维位置向量;根据搜索维度类型对粒子群规模进行动态调整处理,得到粒子数量调整参数,将基础粒子数与所述粒子数量调整参数相乘计算粒子群总数量;通过改进拉丁超立方采样对所述二维粒子结构或所述扩展高维位置向量进行空间分布处理,得到在各维度上均匀分布的初始粒子群,为每个粒子分配维度标识符和拓扑适应性权重; 按照搜索维度分配适应度函数权重系数,二维搜索时路径长度权重为0.4,高维搜索时六个评估指标权重均为16,计算各粒子适应度值,其中,六个评估指标包括路径长度、安全性、平滑性、时间效率、能耗和设备协调性,包括:根据二维搜索标识对适应度函数权重系数进行二维分配处理,得到路径长度权重系数0.4、安全性权重系数0.3和平滑性权重系数0.3的二维权重配置,将时间效率、能耗和设备协调性权重系数设定为0;根据高维搜索标识对所述适应度函数权重系数进行高维分配处理,得到路径长度、安全性、平滑性、时间效率、能耗和设备协调性六个评估指标权重系数均为16的高维权重配置; 将所述初始粒子群中的每个粒子路径数据代入路径长度计算函数进行距离计算处理,得到路径长度评估值,将所述路径长度评估值与障碍物距离数据代入安全性评估函数进行安全性计算处理,得到安全性评估值;根据所述二维权重配置或所述高维权重配置对各评估值进行加权求和处理,得到每个粒子的适应度值,将所述适应度值进行排序比较处理,得到全局最优粒子和各粒子的个体最优位置; 更新粒子位置和速度向量,提取全局最优位置和个体最优位置,当环境拓扑复杂度数值变化超过0.5时触发维度切换,重构粒子群结构,包括:根据所述全局最优粒子和所述个体最优位置对所述初始粒子群中每个粒子的速度向量进行更新计算处理,得到新速度向量,基于所述新速度向量对每个粒子的位置向量进行位置更新处理,得到更新后粒子位置;将所述更新后粒子位置代入所述适应度函数进行适应度重新计算处理,得到更新适应度值,对所述更新适应度值进行全局比较处理,得到当前迭代的全局最优位置和个体最优位置;对所述环境拓扑复杂度数值进行连续监测处理,得到复杂度变化量,当所述复杂度变化量超过0.5时触发维度切换判断处理,得到维度切换信号;根据所述维度切换信号对当前粒子群进行信息提取处理,得到粒子历史优化信息,基于所述粒子历史优化信息和新维度要求对粒子群结构进行重构处理,得到维度调整后的粒子群结构; 从全局最优粒子提取路径坐标序列,验证路径与障碍物最小距离大于安全裕量,检测时空占有冲突,输出包含坐标和时间戳的路径数据。
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