安全高效的多四向穿梭车路径规划及实时避碰

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第8期北京时间：

作者：项前, 梁光煜, 鲍劲松, 周亚勤

单位：东华大学机械工程学院

摘要：为了进一步提升四向穿梭车仓储系统的安全性和效率,合理规划多车路径以及实时避碰问题亟待解决。为了降低车辆碰撞风险,提出了基于改进A*的四向穿梭车避碰路径规划算法,通过对路径搜索节点的碰撞风险表征与预判,使得路径规划算法获得避碰能力。为了解决多车路径规划问题,基于改进A*避碰算法评价路径成本,以及交通冲突图表示多车路径碰撞风险结构,建立路径质量量化评价模型,在此基础上,以降低碰撞风险与最短路径为目标,提出了基于多目标差分进化的多车路径优化算法,求解均衡双目标的多车最优路径。为了实现多车作业实时避碰,提出基于交通冲突图分析与避碰路径调整的实时避碰方法。通过随机仓储任务试验,与不考虑避碰的A*算法相比,随着车辆数2~10逐渐递增,所提方法能降低碰撞风险91.6%~77.3%,提高作业效率2.9%~26.2%,实现快速响应动态环境变化的多车作业避碰,试验及应用表明了所提方法的有效性。

关键词：四向穿梭车,路径规划,实时避碰,碰撞风险,路径质量评价,交通冲突图,A*算法

基金资助：国家自然科学基金资助项目(52475513);国家工信部资助项目(2021-0173-2-1)。