一种无人搬运车导航控制方法及系统与流程

本发明涉及无人搬运车控制的技术领域，尤其是涉及一种无人搬运车导航控制方法及系统。

背景技术：

近年来，为了降低生产成本、减少能源消耗、提高生产效率，越来越多的企业引进工业自动化系统。而在工业自动化的主流趋势下，无人搬运车（简称agv）行业得到迅速发展。无人搬运车是一种装有自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶、车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置的无人驾驶自动化搬运车辆，可以高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务，现已广泛应用于工厂搬运、仓储物流、医疗器械运输、自动停车等场景里。

目前，无人搬运车一般采用磁导航控制系统完成扶引，如公告号为cn206618424u的中国专利公开了一种agv条码式磁带结构，该条码式磁带结构用作导航信号发生的磁带，agv小车的磁传感器通过该条码式磁带时，检出脉冲式磁场信号，通过累加检测到的脉冲数，精确检测agv小车的行驶距离，实现agv小车沿磁带方向行驶。但是，该专利需要在路面上贴上磁带，安装复杂，如果改变行驶路线需要重新铺设磁带，且容易受到周围金属物质的干扰，磁带也容易受到机械损害，影响无人搬运车的正常运行。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一是提供一种无人搬运车导航控制方法，可以实现无人搬运车的自主导航，不依赖外部信息，无需对场地进行改造，也不容易受到周围金属物质和人为干扰，并且精度高。

本发明的目的二是提供一种无人搬运车导航控制系统，可以实现无人搬运车的自主导航，不依赖外部信息，无需对场地进行改造，也不容易受到周围金属物质和人为干扰，并且精度高。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种无人搬运车导航控制方法，包括：调度服务器获取待搬运货物的初始位置和第一目标位置；所述调度服务器根据所述初始位置和所述第一目标位置生成第一最优路径；所述调度服务器向位于所述初始位置且处于空闲状态的无人搬运车发送包含所述第一最优路径的第一指令；所述无人搬运车响应于所述第一指令，利用惯性导航系统获取第一位姿数据，并根据所述第一位姿数据按照所述第一最优路径搬运所述待搬运货物至所述第一目标位置。

通过采用上述技术方案，可以实现无人搬运车的自主导航，不依赖外部信息，无需对场地进行改造，也不容易受到周围金属物质和人为干扰，并且精度高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述调度服务器获取待搬运货物的初始位置和第一目标位置之后且所述调度服务器向位于所述初始位置的无人搬运车发送包含所述第一最优路径的第一指令之前，还包括：所述调度服务器查询预设范围内无人搬运车的状态；当所述预设范围内有一个处于空闲状态的无人搬运车时，所述调度服务器根据所述处于空闲状态的无人搬运车的当前位置以及所述初始位置生成第二最优路径，向所述处于空闲状态的无人搬运车发送包含所述第二最优路径的第二指令；所述处于空闲状态的无人搬运车响应于所述第二指令，利用所述惯性导航系统获取第二位姿数据，并根据所述第二位姿数据按照所述第二最优路径行驶至所述初始位置；当所述预设范围内有至少两个处于空闲状态的无人搬运车时，所述调度服务器根据等待时间从所述至少两个处于空闲状态的无人搬运车中筛选出第一最优无人搬运车，向所述第一最优无人搬运车发送包含第三最优路径的第三指令；所述第一最优无人搬运车响应于所述第三指令，利用所述惯性导航系统获取第三位姿数据，并根据所述第三位姿数据按照所述第三最优路径行驶至所述初始位置；当所述预设范围内仅有一个处于工作状态的无人搬运车时，所述调度服务器根据所述处于工作状态的无人搬运车的当前任务的第二目标位置以及所述初始位置生成第四最优路径；在所述处于工作状态的无人搬运车完成当前任务后，所述调度服务器向所述处于工作状态的无人搬运车发送包含所述第四最优路径的第四指令；完成当前任务的无人搬运车响应于所述第四指令，利用所述惯性导航系统获取第四位姿数据，并根据所述第四位姿数据按照所述第四最优路径行驶至所述初始位置；当所述预设范围内仅有至少两个处于工作状态的无人搬运车时，所述调度服务器根据等待时间从所述至少两个处于工作状态的无人搬运车中筛选出第二最优无人搬运车；在所述第二最优无人搬运车完成当前任务后，所述调度服务器向所述第二最优无人搬运车发送包含第五最优路径的第五指令；所述第二最优无人搬运车响应于所述第五指令，利用所述惯性导航系统获取第五位姿数据，并根据所述第五位姿数据按照所述第五最优路径行驶至所述初始位置。

通过采用上述技术方案，当待搬运货物的初始位置没有空闲的无人搬运车时，需要在预设范围内查找是否有处于空闲状态的无人搬运车，如果有多个处于空闲状态的无人状态车，就根据等待时间的长短选择最优的无人搬运车来搬运货物，如果预设范围内没有处于空闲状态的无人搬运车，则需要查找预设范围内处于工作状态的无人搬运车，如果有多个处于工作状态的搬运车，则需要根据等待时间的长短来选择最优的无人搬运车搬运货物，这样可以减少货物搬运的等待时间，提高货物搬运效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述调度服务器根据等待时间从所述至少两个处于空闲状态的无人搬运车中筛选出第一最优无人搬运车，包括：所述调度服务器根据所述至少两个处于空闲状态的无人搬运车的当前位置和所述初始位置分别生成每个处于空闲状态的无人搬运车的第一可选最优路径；所述调度服务器获取每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度，根据所述第一平均速度和所述第一可选最优路径进行预测，得到每个处于空闲状态的无人搬运车的第一预测时长；所述调度服务器将所述第一预测时长中最小的第一预测时长所对应的无人搬运车确定为所述第一最优无人搬运车，并将所述第一最优无人搬运车所对应的第一可选最优路径确定为所述第三最优路径；和/或所述调度服务器根据等待时间从所述至少两个处于工作状态的无人搬运车中筛选出第二最优无人搬运车，包括：所述调度服务器根据所述至少两个处于工作状态的无人搬运车的当前位置和当前任务的第三目标位置分别生成每个处于工作状态的无人搬运车的第二可选最优路径；所述调度服务器根据所述至少两个处于工作状态的无人搬运车的当前任务的第三目标位置和所述初始位置分别生成每个处于工作状态的无人搬运车的第三可选最优路径；所述调度服务器获取每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度，根据所述第二平均速度、所述第二可选最优路径和所述第三可选最优路径进行预测，得到每个处于工作状态的无人搬运车的第二预测时长；所述调度服务器将所述第二预测时长中最小的第二预测时长所对应的无人搬运车确定为所述第二最优无人搬运车，并将所述第二最优无人搬运车所对应的第三可选最优路径确定为所述第五最优路径。

通过采用上述技术方案，根据无人搬运车的平均速度以及规划的最优路径预测其从当前位置到待搬运货物所在的初始位置的时间长短，来选择时间短的无人搬运车搬运货物，可以准确预测各无人搬运车的等待时间，为选择最优的无人搬运车提供支持，可以有效缩短货物搬运的等待时间，提高货物搬运效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述调度服务器获取每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度之前，还包括：每个处于空闲状态的无人搬运车采集第一预设时间段内的多个第一速度，根据所述多个第一速度计算所述第一平均速度，并发送所述第一平均速度至所述调度服务器；或者每个处于空闲状态的无人搬运车采集第一预设时间段内的多个第一速度，并发送所述多个第一速度至所述调度服务器；所述调度服务器根据所述多个第一速度分别计算每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述调度服务器获取每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度之前，还包括：每个处于工作状态的无人搬运车采集第二预设时间段内的多个第二速度，根据所述多个第二速度计算所述第二平均速度，并发送所述第二平均速度至所述调度服务器；或者每个处于工作状态的无人搬运车采集第二预设时间段内的多个第二速度，并发送所述多个第二速度至所述调度服务器；所述调度服务器根据所述多个第二速度分别计算每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度。

通过采用上述技术方案，通过采集一定时间段内的无人搬运车速度来计算平均速度，可以提高平均速度的准确度，进而提高各无人搬运车的等待时间的预测精度。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种无人搬运车导航控制系统，包括：获取模块，用于所述调度服务器获取待搬运货物的初始位置和第一目标位置；第一路径生成模块，与所述获取模块连接，用于所述调度服务器根据所述初始位置和所述第一目标位置生成第一最优路径；第一指令发送模块，与所述第一路径生成模块连接，用于所述调度服务器向位于所述初始位置且处于空闲状态的无人搬运车发送包含所述第一最优路径的第一指令；第一导航模块，与所述第一指令发送模块连接，用于所述无人搬运车响应于所述第一指令，利用惯性导航系统获取第一位姿数据，并根据所述第一位姿数据按照所述第一最优路径搬运所述待搬运货物至所述第一目标位置。

通过采用上述技术方案，可以实现无人搬运车的自主导航，不依赖外部信息，无需对场地进行改造，也不容易受到周围金属物质和人为干扰，并且精度高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括：还包括：查询模块，与所述获取模块连接，用于在所述调度服务器获取待搬运货物的初始位置和第一目标位置之后，所述调度服务器查询预设范围内无人搬运车的状态；第二路径生成模块，与所述查询模块连接，用于当所述预设范围内有一个处于空闲状态的无人搬运车时，所述调度服务器根据所述处于空闲状态的无人搬运车的当前位置以及所述初始位置生成第二最优路径；第二指令发送模块，与所述第二路径生成模块连接，用于所述调度服务器向所述处于空闲状态的无人搬运车发送包含所述第二最优路径的第二指令；第二导航模块，分别与所述第二指令发送模块和所述第一指令发送模块连接，用于所述处于空闲状态的无人搬运车响应于所述第二指令，利用所述惯性导航系统获取第二位姿数据，并根据所述第二位姿数据按照所述第二最优路径行驶至所述初始位置；第一筛选模块，与所述查询模块连接，用于当所述预设范围内有至少两个处于空闲状态的无人搬运车时，所述调度服务器根据等待时间从所述至少两个处于空闲状态的无人搬运车中筛选出第一最优无人搬运车；第三指令发送模块，与所述第一筛选模块连接，用于所述调度服务器向所述第一最优无人搬运车发送包含第三最优路径的第三指令；第三导航模块，分别与所述第三指令发送模块和所述第一指令发送模块连接，用于所述第一最优无人搬运车响应于所述第三指令，利用所述惯性导航系统获取第三位姿数据，并根据所述第三位姿数据按照所述第三最优路径行驶至所述初始位置；第三路径生成模块，与所述查询模块连接，用于当所述预设范围内仅有一个处于工作状态的无人搬运车时，所述调度服务器根据所述处于工作状态的无人搬运车的当前任务的第二目标位置以及所述初始位置生成第四最优路径；第四指令发送模块，与所述第三路径生成模块连接，用于在所述处于工作状态的无人搬运车完成当前任务后，所述调度服务器向所述处于工作状态的无人搬运车发送包含所述第四最优路径的第四指令；第四导航模块，分别与所述第四指令发送模块和所述第一指令发送模块连接，用于完成当前任务的无人搬运车响应于所述第四指令，利用所述惯性导航系统获取第四位姿数据，并根据所述第四位姿数据按照所述第四最优路径行驶至所述初始位置；第二筛选模块，与所述查询模块连接，用于当所述预设范围内仅有至少两个处于工作状态的无人搬运车时，所述调度服务器根据等待时间从所述至少两个处于工作状态的无人搬运车中筛选出第二最优无人搬运车；第五指令发送模块，与所述第二筛选模块连接，用于在所述第二最优无人搬运车完成当前任务后，所述调度服务器向所述第二最优无人搬运车发送包含第五最优路径的第五指令；第五导航模块，分别与所述第五指令发送模块和所述第一指令发送模块连接，用于所述第二最优无人搬运车响应于所述第五指令，利用所述惯性导航系统获取第五位姿数据，并根据所述第五位姿数据按照所述第五最优路径行驶至所述初始位置。

通过采用上述技术方案，当待搬运货物的初始位置没有空闲的无人搬运车时，需要在预设范围内查找是否有处于空闲状态的无人搬运车，如果有多个处于空闲状态的无人状态车，就根据等待时间的长短选择最优的无人搬运车来搬运货物，如果预设范围内没有处于空闲状态的无人搬运车，则需要查找预设范围内处于工作状态的无人搬运车，如果有多个处于工作状态的搬运车，则需要根据等待时间的长短来选择最优的无人搬运车搬运货物，这样可以减少货物搬运的等待时间，提高货物搬运效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一筛选模块包括：第四路径生成模块，用于所述调度服务器根据所述至少两个处于空闲状态的无人搬运车的当前位置和所述初始位置分别生成每个处于空闲状态的无人搬运车的第一可选最优路径；第一时长预测模块，与所述第四路径生成模块连接，用于所述调度服务器获取每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度，根据所述第一平均速度和所述第一可选最优路径进行预测，得到每个处于空闲状态的无人搬运车的第一预测时长；第一确定模块，与所述第一时长预测模块连接，用于所述调度服务器将所述第一预测时长中最小的第一预测时长所对应的无人搬运车确定为所述第一最优无人搬运车，并将所述第一最优无人搬运车所对应的第一可选最优路径确定为所述第三最优路径；和/或所述第二筛选模块包括：第五路径生成模块，用于所述调度服务器根据所述至少两个处于工作状态的无人搬运车的当前位置和当前任务的第三目标位置分别生成每个处于工作状态的无人搬运车的第二可选最优路径；第六路径生成模块，用于所述调度服务器根据所述至少两个处于工作状态的无人搬运车的当前任务的第三目标位置和所述初始位置分别生成每个处于工作状态的无人搬运车的第三可选最优路径；第二时长预测模块，分别与所述第五路径生成模块和所述第六路径生成模块连接，用于所述调度服务器获取每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度，根据所述第二平均速度、所述第二可选最优路径和所述第三可选最优路径进行预测，得到每个处于工作状态的无人搬运车的第二预测时长；第二确定模块，与所述第二时长预测模块连接，用于所述调度服务器将所述第二预测时长中最小的第二预测时长所对应的无人搬运车确定为所述第二最优无人搬运车，并将所述第二最优无人搬运车所对应的第三可选最优路径确定为所述第五最优路径。

通过采用上述技术方案，根据无人搬运车的平均速度以及规划的最优路径预测其从当前位置到待搬运货物所在的初始位置的时间长短，来选择时间短的无人搬运车搬运货物，可以准确预测各无人搬运车的等待时间，为选择最优的无人搬运车提供支持，可以有效缩短货物搬运的等待时间，提高货物搬运效率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括：第一速度采集模块，用于每个处于空闲状态的无人搬运车采集第一预设时间段内的多个第一速度；第一平均速度计算模块，与所述第一速度采集模块连接，用于每个处于空闲状态的无人搬运车根据所述多个第一速度计算所述第一平均速度；第一平均速度发送模块，分别与所述第一平均速度计算模块和所述第一时长预测模块连接，用于每个处于空闲状态的无人搬运车发送所述第一平均速度至所述调度服务器；或者第一速度采集模块，用于每个处于空闲状态的无人搬运车采集第一预设时间段内的多个第一速度；第一速度发送模块，与所述第一速度采集模块连接，用于每个处于空闲状态的无人搬运车发送所述多个第一速度至所述调度服务器；第二平均速度计算模块，分别与所述第一速度发送模块和所述第一时长预测模块连接，用于所述调度服务器根据所述多个第一速度分别计算每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括：第二速度采集模块，用于每个处于工作状态的无人搬运车采集第二预设时间段内的多个第二速度；第三平均速度计算模块，与所述第二速度采集模块连接，用于每个处于工作状态的无人搬运车根据所述多个第二速度计算所述第二平均速度；第二平均速度发送模块，分别与所述第三平均速度计算模块和所述第二时长预测模块连接，用于每个处于工作状态的无人搬运车发送所述第二平均速度至所述调度服务器；或者第二速度采集模块，用于每个处于工作状态的无人搬运车采集第二预设时间段内的多个第二速度；第二速度发送模块，与所述第二速度采集模块连接，用于每个处于工作状态的无人搬运车发送所述多个第二速度至所述调度服务器；第四平均速度计算模块，分别与所述第二速度发送模块和所述第二时长预测模块连接，所述调度服务器根据所述多个第二速度分别计算每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度。

通过采用上述技术方案，通过采集一定时间段内的无人搬运车速度来计算平均速度，可以提高平均速度的准确度，进而提高各无人搬运车的等待时间的预测精度。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.可以实现无人搬运车的自主导航，不依赖外部信息，无需对场地进行改造，也不容易受到周围金属物质和人为干扰，并且精度高；

2.当待搬运货物的初始位置没有空闲的无人搬运车时，需要在预设范围内查找是否有处于空闲状态的无人搬运车，如果有多个处于空闲状态的无人状态车，就根据等待时间的长短选择最优的无人搬运车来搬运货物，如果预设范围内没有处于空闲状态的无人搬运车，则需要查找预设范围内处于工作状态的无人搬运车，如果有多个处于工作状态的搬运车，则需要根据等待时间的长短来选择最优的无人搬运车搬运货物，这样可以减少货物搬运的等待时间，提高货物搬运效率；

3.根据无人搬运车的平均速度以及规划的最优路径预测其从当前位置到待搬运货物所在的初始位置的时间长短，来选择时间短的无人搬运车搬运货物，可以准确预测各无人搬运车的等待时间，为选择最优的无人搬运车提供支持，可以有效缩短货物搬运的等待时间，提高货物搬运效率。

附图说明

图1是本发明实施例一的方法流程图。

图2是本发明实施例一的一种可选实施方式的方法流程图。

图3是本发明实施例一中步骤s109的方法流程图。

图4是本发明实施例一中步骤s115的方法流程图。

图5是本发明实施例二的结构示意图。

图6是本发明实施例二的一种可选实施方式的结构示意图。

图7、图8是本发明实施例二中第一筛选模块的结构示意图。

图9、图10是本发明实施例二中第二筛选模块的结构示意图。

图中，201、获取模块，202、第一路径生成模块，203、第一指令发送模块，204、第一导航模块，205、查询模块，206、第二路径生成模块，207、第二指令发送模块，208、第二导航模块，209、第一筛选模块，2091、第四路径生成模块，2092、第一时长预测模块，2093、第一确定模块，2094、第一速度采集模块，2095、第一平均速度计算模块，2096、第一平均速度发送模块，2097、第一速度发送模块，2098、第二平均速度计算模块，210、第三指令发送模块，211、第三导航模块，212、第三路径生成模块，213、第四指令发送模块，214、第四导航模块，215、第二筛选模块，2151、第五路径生成模块，2152、第六路径生成模块，2153、第二时长预测模块，2154、第二确定模块，2155、第二速度采集模块，2156、第三平均速度计算模块，2157、第二平均速度发送模块，2158、第二速度发送模块，2159、第四平均速度计算模块，216、第五指令发送模块，217、第五导航模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例一：

参照图1，为本发明实施例公开的一种无人搬运车导航控制方法，主要包括以下步骤：

步骤s101，调度服务器获取待搬运货物的初始位置和第一目标位置；

本实施例中，待搬运货物的初始位置和第一目标位置可以预先存储在rfid电子标签中，并将rfid标签贴在待搬运货物上。当需要搬运时，由搬运人员手持rfid读卡器扫描rfid电子标签，读取预先存储的初始位置和第一目标位置信息，并通过无线通讯网络（例如wifi、4g、5g等）发送至调度服务器。调度服务器一般设置在厂房的调度室内，调度人员管理整个厂房的货物搬运情况。

步骤s102，调度服务器根据初始位置和第一目标位置生成第一最优路径；

本实施例中，调度服务器根据a*算法计算出从初始位置到第一目标位置的最短路径，即为第一最优路径。

步骤s103，调度服务器向位于初始位置且处于空闲状态的无人搬运车发送包含第一最优路径的第一指令；

本实施例中，处于空闲状态的无人搬运车是指当前没有搬运任务、处于待机状态的无人搬运车。厂房内的所有无人搬运车均实时向调度服务器发送自身的定位信息以及状态信息（空闲状态、工作状态）。调度服务器获取当前位于初始位置且处于空闲状态的无人搬运车，并通过无线通讯网络向其发送包含第一最优路径的第一指令。

步骤s104，无人搬运车响应于第一指令，利用惯性导航系统获取第一位姿数据，并根据第一位姿数据按照第一最优路径搬运待搬运货物至第一目标位置。

本实施例中，无人搬运车在接收到第一指令后，解析得到第一最优路径，然后发出指示信号以提醒搬运人员将待搬运货物放置在车上，该指示信号可以是灯光闪烁、音乐提醒。

每个无人搬运车上均安装有加速度计、电子罗盘、陀螺仪等运动传感器，通过加速度计测量无人搬运车运动加速度，通过电子罗盘测量无人搬运车的磁航向，通过陀螺仪测量无人搬运车的转动角速度，通过融合算法得到无人搬运车的姿态信息，如航向角、俯仰角、横滚角等，确定运载体在惯性参考坐标系中的运动，同时也能够计算出运载体在惯性参考坐标系中的位置。通过内嵌的低功耗arm处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据（第一位姿数据），利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图2所示，在步骤s101与步骤s103之间，该方法还包括以下步骤：

步骤s105，调度服务器查询预设范围内无人搬运车的状态；

步骤s105中，预设范围可以是以初始位置为圆心、以预设距离为半径的圆形区域，该预设距离不是一成不变的，当调度服务器在预设范围内查询不到无人搬运车时，可以适当增大预设距离，进而扩大预设范围，以便找到适合的无人搬运车。

步骤s106，当预设范围内有一个处于空闲状态的无人搬运车时，调度服务器根据处于空闲状态的无人搬运车的当前位置以及初始位置生成第二最优路径；

步骤s107，调度服务器向处于空闲状态的无人搬运车发送包含第二最优路径的第二指令；

步骤s108，处于空闲状态的无人搬运车响应于第二指令，利用惯性导航系统获取第二位姿数据，并根据第二位姿数据按照第二最优路径行驶至初始位置，进入步骤s103；

当预设范围内处于空闲状态的无人搬运车为一个时，无论预设范围内有没有距离初始位置更近且处于工作状态的无人搬运车，调度服务器都会向该处于空闲状态的无人搬运车发送搬运任务。调度服务器计算出从当前位置到初始位置的最短路径，即为第二最优路径，并通过无线通讯网络发送至该无人搬运车。该无人搬运车会自主行驶到初始位置，具体导航原理参见步骤s104，此处不再赘述。

步骤s109，当预设范围内有至少两个处于空闲状态的无人搬运车时，调度服务器根据等待时间从至少两个处于空闲状态的无人搬运车中筛选出第一最优无人搬运车；

步骤s110，调度服务器向第一最优无人搬运车发送包含第三最优路径的第三指令；

步骤s111，第一最优无人搬运车响应于第三指令，利用惯性导航系统获取第三位姿数据，并根据第三位姿数据按照第三最优路径行驶至初始位置，进入步骤s103；

当预设范围内处于空闲状态的无人搬运车为多个时，需要找到可以最快到达初始位置的无人搬运车，即等待时间最短。调度服务器通过无线通讯网络发送第三指令给等待时间最短的无人搬运车，该无人搬运车会自主行驶到初始位置，具体导航原理参见步骤s104，此处不再赘述。

步骤s112，当预设范围内仅有一个处于工作状态的无人搬运车时，调度服务器根据处于工作状态的无人搬运车的当前任务的第二目标位置以及初始位置生成第四最优路径；

步骤s113，在处于工作状态的无人搬运车完成当前任务后，调度服务器向处于工作状态的无人搬运车发送包含第四最优路径的第四指令；

步骤s114，完成当前任务的无人搬运车响应于第四指令，利用惯性导航系统获取第四位姿数据，并根据第四位姿数据按照第四最优路径行驶至初始位置，进入步骤s103；

当预设范围内没有处于空闲状态的无人搬运车时，就考虑处于工作状态的无人搬运车，工作状态是指当前进行搬运任务中。如果预设范围内仅有一个无人搬运车且其状态为工作状态，调度服务器通过无线通讯网络向该无人搬运车发送获取当前任务的第二目标位置的请求，该无人搬运车返回第二目标位置，调度服务器计算生成从第二目标位置到初始位置的第四最优路径，并在在该无人搬运车完成当前任务后，直接向其发送第四指令，要求其从完成任务的地点行驶到初始位置，具体导航原理参见步骤s104，此处不再赘述。

步骤s115，当预设范围内仅有至少两个处于工作状态的无人搬运车时，调度服务器根据等待时间从至少两个处于工作状态的无人搬运车中筛选出第二最优无人搬运车；

步骤s116，在第二最优无人搬运车完成当前任务后，调度服务器向第二最优无人搬运车发送包含第五最优路径的第五指令；

步骤s117，第二最优无人搬运车响应于第五指令，利用惯性导航系统获取第五位姿数据，并根据第五位姿数据按照第五最优路径行驶至初始位置，进入步骤s103。

如果预设范围内有多个无人搬运车且其状态均为工作状态，调度服务器会根据每个无人搬运车完成当前任务以及行驶到初始状态的总时间，即等待时间，来选择向哪个无人搬运车发送第五指令，在被选择的无人搬运车完成当前任务后，调度服务器直接向其发送第五指令，要求其从完成任务的地点行驶到初始位置，具体导航原理参见步骤s104，此处不再赘述。

在本可选实施方式中，当无人搬运车行驶到初始位置后，会通知调度服务器已到达初始位置，调度服务器向该无人搬运车发送第一指令，该无人搬运车响应第一指令，开始搬运任务。

可选的，如图3所示，步骤s109具体包括：

步骤s1091，调度服务器根据至少两个处于空闲状态的无人搬运车的当前位置和初始位置分别生成每个处于空闲状态的无人搬运车的第一可选最优路径；

步骤s1092，调度服务器获取每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度，根据第一平均速度和第一可选最优路径进行预测，得到每个处于空闲状态的无人搬运车的第一预测时长；

步骤s1093，调度服务器将第一预测时长中最小的第一预测时长所对应的无人搬运车确定为第一最优无人搬运车，并将第一最优无人搬运车所对应的第一可选最优路径确定为第三最优路径。

通过第一平均速度和第一可选最优路径计算得到的第一预测时长，即为等待时间，为尽快开始搬运任务，需要找到可以最快来到初始位置的无人搬运车，因此，将计算得到的多个第一预测时长进行比较，最小的第一预测时长所对应的无人搬运车符合要求，步骤s1091中计算的第一可选最优路径就是第三最优路径，调度服务器无需重新计算。

进一步的，在步骤s1092之前，还可以包括：

每个处于空闲状态的无人搬运车采集第一预设时间段内的多个第一速度，根据多个第一速度计算第一平均速度，并发送第一平均速度至调度服务器；或者

每个处于空闲状态的无人搬运车采集第一预设时间段内的多个第一速度，并发送多个第一速度至调度服务器；调度服务器根据多个第一速度分别计算每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度。

第一预设时间段可以是无人搬运车上一个搬运任务所持续的时间段，也可以是最近几次的搬运任务持续时间段的集合，还可以是上一个搬运任务持续时间段内的某一段。可以通过测速传感器采集第一速度，采样频率可以预设。

调度服务器获取第一平均速度的方式有两种，一种是由每个无人搬运车计算自身的第一平均速度并发送至调度服务器，另一种是由调度服务器对无人搬运车发来的多个第一速度进行计算，得到第一平均速度。

可选的，如图4所示，步骤s115具体包括：

步骤s1151，调度服务器根据至少两个处于工作状态的无人搬运车的当前位置和当前任务的第三目标位置分别生成每个处于工作状态的无人搬运车的第二可选最优路径；

步骤s1152，调度服务器根据至少两个处于工作状态的无人搬运车的当前任务的第三目标位置和初始位置分别生成每个处于工作状态的无人搬运车的第三可选最优路径；

步骤s1153，调度服务器获取每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度，根据第二平均速度、第二可选最优路径和第三可选最优路径进行预测，得到每个处于工作状态的无人搬运车的第二预测时长；

步骤s1154，调度服务器将第二预测时长中最小的第二预测时长所对应的无人搬运车确定为第二最优无人搬运车，并将第二最优无人搬运车所对应的第三可选最优路径确定为第五最优路径。

对于每个正处于工作状态的无人搬运车来说，既要计算从无人搬运车的当前位置到当前执行任务的第三目标位置的第二可选最优路径，又要计算从第三目标位置到初始位置的第三可选最优路径，再结合第二平均速度，即可预测每个无人搬运车的第二预测时长，即等待时间，为尽快开始搬运任务，需要找到可以最快来到初始位置的无人搬运车，因此，选择最小等待时间的无人搬运车完成搬运任务，而步骤s1152计算得到的第三可选最优路径就是第五最优路径，调度服务器无需重新计算。

进一步的，在步骤s1153之前，还包括：

每个处于工作状态的无人搬运车采集第二预设时间段内的多个第二速度，根据多个第二速度计算第二平均速度，并发送第二平均速度至调度服务器；或者

每个处于工作状态的无人搬运车采集第二预设时间段内的多个第二速度，并发送多个第二速度至调度服务器；调度服务器根据多个第二速度分别计算每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度。

第二预设时间段可以是无人搬运车上一个搬运任务所持续的时间段，也可以是最近几次的搬运任务持续时间段的集合，还可以是上一个搬运任务持续时间段内的某一段。可以通过测速传感器采集第二速度，采样频率可以预设。

调度服务器获取第二平均速度的方式有两种，一种是由每个无人搬运车计算自身的第二平均速度并发送至调度服务器，另一种是由调度服务器对无人搬运车发来的多个第二速度进行计算，得到第二平均速度。

需要说明的是，本实施例中的最优路径、可选最优路径均可以通过a*算法计算得到。

本发明实施例二：

参照图5，为本发明实施例公开的一种无人搬运车导航控制系统，主要包括：获取模块201，用于调度服务器获取待搬运货物的初始位置和第一目标位置；第一路径生成模块202，与获取模块201连接，用于调度服务器根据初始位置和第一目标位置生成第一最优路径；第一指令发送模块203，与第一路径生成模块202连接，用于调度服务器向位于初始位置且处于空闲状态的无人搬运车发送包含第一最优路径的第一指令；第一导航模块204，与第一指令发送模块203连接，用于无人搬运车响应于第一指令，利用惯性导航系统获取第一位姿数据，并根据第一位姿数据按照第一最优路径搬运待搬运货物至第一目标位置。

本实施例中，待搬运货物的初始位置和第一目标位置可以预先存储在rfid电子标签中，并将rfid标签贴在待搬运货物上。当需要搬运时，由搬运人员手持rfid读卡器扫描rfid电子标签，读取预先存储的初始位置和第一目标位置信息，并通过无线通讯网络（例如wifi、4g、5g等）发送至调度服务器。调度服务器一般设置在厂房的调度室内，调度人员管理整个厂房的货物搬运情况。

本实施例中，调度服务器根据a*算法计算出从初始位置到第一目标位置的最短路径，即为第一最优路径。

本实施例中，处于空闲状态的无人搬运车是指当前没有搬运任务、处于待机状态的无人搬运车。厂房内的所有无人搬运车均实时向调度服务器发送自身的定位信息以及状态信息（空闲状态、工作状态）。调度服务器获取当前位于初始位置且处于空闲状态的无人搬运车，并通过无线通讯网络向其发送包含第一最优路径的第一指令。

本实施例中，无人搬运车在接收到第一指令后，解析得到第一最优路径，然后发出指示信号以提醒搬运人员将待搬运货物放置在车上，该指示信号可以是灯光闪烁、音乐提醒。

每个无人搬运车上均安装有加速度计、电子罗盘、陀螺仪等运动传感器，通过加速度计测量无人搬运车运动加速度，通过电子罗盘测量无人搬运车的磁航向，通过陀螺仪测量无人搬运车的转动角速度，通过融合算法得到无人搬运车的姿态信息，如航向角、俯仰角、横滚角等，确定运载体在惯性参考坐标系中的运动，同时也能够计算出运载体在惯性参考坐标系中的位置。通过内嵌的低功耗arm处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据（第一位姿数据），利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图6所示，该系统还包括：查询模块205，与获取模块201连接，用于在调度服务器获取待搬运货物的初始位置和第一目标位置之后，调度服务器查询预设范围内无人搬运车的状态；第二路径生成模块206，与查询模块205连接，用于当预设范围内有一个处于空闲状态的无人搬运车时，调度服务器根据处于空闲状态的无人搬运车的当前位置以及初始位置生成第二最优路径；第二指令发送模块207，与第二路径生成模块206连接，用于调度服务器向处于空闲状态的无人搬运车发送包含第二最优路径的第二指令；第二导航模块208，分别与第二指令发送模块207和第一指令发送模块203连接，用于处于空闲状态的无人搬运车响应于第二指令，利用惯性导航系统获取第二位姿数据，并根据第二位姿数据按照第二最优路径行驶至初始位置；第一筛选模块209，与查询模块205连接，用于当预设范围内有至少两个处于空闲状态的无人搬运车时，调度服务器根据等待时间从至少两个处于空闲状态的无人搬运车中筛选出第一最优无人搬运车；第三指令发送模块210，与第一筛选模块209连接，用于调度服务器向第一最优无人搬运车发送包含第三最优路径的第三指令；第三导航模块211，分别与第三指令发送模块210和第一指令发送模块203连接，用于第一最优无人搬运车响应于第三指令，利用惯性导航系统获取第三位姿数据，并根据第三位姿数据按照第三最优路径行驶至初始位置；第三路径生成模块212，与查询模块205连接，用于当预设范围内仅有一个处于工作状态的无人搬运车时，调度服务器根据处于工作状态的无人搬运车的当前任务的第二目标位置以及初始位置生成第四最优路径；第四指令发送模块213，与第三路径生成模块212连接，用于在处于工作状态的无人搬运车完成当前任务后，调度服务器向处于工作状态的无人搬运车发送包含第四最优路径的第四指令；第四导航模块214，分别与第四指令发送模块213和第一指令发送模块203连接，用于完成当前任务的无人搬运车响应于第四指令，利用惯性导航系统获取第四位姿数据，并根据第四位姿数据按照第四最优路径行驶至初始位置；第二筛选模块215，与查询模块205连接，用于当预设范围内仅有至少两个处于工作状态的无人搬运车时，调度服务器根据等待时间从至少两个处于工作状态的无人搬运车中筛选出第二最优无人搬运车；第五指令发送模块216，与第二筛选模块215连接，用于在第二最优无人搬运车完成当前任务后，调度服务器向第二最优无人搬运车发送包含第五最优路径的第五指令；第五导航模块217，分别与第五指令发送模块216和第一指令发送模块203连接，用于第二最优无人搬运车响应于第五指令，利用惯性导航系统获取第五位姿数据，并根据第五位姿数据按照第五最优路径行驶至初始位置。

在本可选实施方式中，预设范围可以是以初始位置为圆心、以预设距离为半径的圆形区域，该预设距离不是一成不变的，当调度服务器在预设范围内查询不到无人搬运车时，可以适当增大预设距离，进而扩大预设范围，以便找到适合的无人搬运车。

当预设范围内处于空闲状态的无人搬运车为一个时，无论预设范围内有没有距离初始位置更近且处于工作状态的无人搬运车，调度服务器都会向该处于空闲状态的无人搬运车发送搬运任务。调度服务器计算出从当前位置到初始位置的最短路径，即为第二最优路径，并通过无线通讯网络发送至该无人搬运车。该无人搬运车会自主行驶到初始位置，具体导航原理如上所述，此处不再赘述。

当预设范围内没有处于空闲状态的无人搬运车时，就考虑处于工作状态的无人搬运车，工作状态是指当前进行搬运任务中。如果预设范围内仅有一个无人搬运车且其状态为工作状态，调度服务器通过无线通讯网络向该无人搬运车发送获取当前任务的第二目标位置的请求，该无人搬运车返回第二目标位置，调度服务器计算生成从第二目标位置到初始位置的第四最优路径，并在在该无人搬运车完成当前任务后，直接向其发送第四指令，要求其从完成任务的地点行驶到初始位置，具体导航原理如上所述，此处不再赘述。

如果预设范围内有多个无人搬运车且其状态均为工作状态，调度服务器会根据每个无人搬运车完成当前任务以及行驶到初始状态的总时间，即等待时间，来选择向哪个无人搬运车发送第五指令，在被选择的无人搬运车完成当前任务后，调度服务器直接向其发送第五指令，要求其从完成任务的地点行驶到初始位置，具体导航原理如上所述，此处不再赘述。

在本可选实施方式中，当无人搬运车行驶到初始位置后，会通知调度服务器已到达初始位置，调度服务器向该无人搬运车发送第一指令，该无人搬运车响应第一指令，开始搬运任务。

可选的，如图7所示，第一筛选模块209包括：第四路径生成模块2091，用于调度服务器根据至少两个处于空闲状态的无人搬运车的当前位置和初始位置分别生成每个处于空闲状态的无人搬运车的第一可选最优路径；第一时长预测模块2092，与第四路径生成模块2091连接，用于调度服务器获取每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度，根据第一平均速度和第一可选最优路径进行预测，得到每个处于空闲状态的无人搬运车的第一预测时长；第一确定模块2093，与第一时长预测模块2092连接，用于调度服务器将第一预测时长中最小的第一预测时长所对应的无人搬运车确定为第一最优无人搬运车，并将第一最优无人搬运车所对应的第一可选最优路径确定为第三最优路径。

通过第一平均速度和第一可选最优路径计算得到的第一预测时长，即为等待时间，为尽快开始搬运任务，需要找到可以最快来到初始位置的无人搬运车，因此，将计算得到的多个第一预测时长进行比较，最小的第一预测时长所对应的无人搬运车符合要求，第四路径生成模块2091计算的第一可选最优路径就是第三最优路径，调度服务器无需重新计算。

进一步的，如图7所示，第一筛选模块209还包括：第一速度采集2094，用于每个处于空闲状态的无人搬运车采集第一预设时间段内的多个第一速度；第一平均速度计算模块2095，与第一速度采集模块2094连接，用于每个处于空闲状态的无人搬运车根据多个第一速度计算第一平均速度；第一平均速度发送模块2096，分别与第一平均速度计算模块2095和第一时长预测模块2092连接，用于每个处于空闲状态的无人搬运车发送第一平均速度至调度服务器。

或者，如图8所示，第一筛选模块209还包括：第一速度采集模块2094，用于每个处于空闲状态的无人搬运车采集第一预设时间段内的多个第一速度；第一速度发送模块2097，与第一速度采集模块2094连接，用于每个处于空闲状态的无人搬运车发送多个第一速度至调度服务器；第二平均速度计算模块2098，分别与第一速度发送模块2097和第一时长预测模块2092连接，用于调度服务器根据多个第一速度分别计算每个处于空闲状态的无人搬运车的第一平均速度。

第一预设时间段可以是无人搬运车上一个搬运任务所持续的时间段，也可以是最近几次的搬运任务持续时间段的集合，还可以是上一个搬运任务持续时间段内的某一段。可以通过测速传感器采集第一速度，采样频率可以预设。

调度服务器获取第一平均速度的方式有两种，一种是由每个无人搬运车计算自身的第一平均速度并发送至调度服务器，另一种是由调度服务器对无人搬运车发来的多个第一速度进行计算，得到第一平均速度。

可选的，如图9所示，第二筛选模块215包括：第五路径生成模块2151，用于调度服务器根据至少两个处于工作状态的无人搬运车的当前位置和当前任务的第三目标位置分别生成每个处于工作状态的无人搬运车的第二可选最优路径；第六路径生成模块2152，用于调度服务器根据至少两个处于工作状态的无人搬运车的当前任务的第三目标位置和初始位置分别生成每个处于工作状态的无人搬运车的第三可选最优路径；第二时长预测模块2153，分别与第五路径生成模块2151和第六路径生成模块2152连接，用于调度服务器获取每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度，根据第二平均速度、第二可选最优路径和第三可选最优路径进行预测，得到每个处于工作状态的无人搬运车的第二预测时长；第二确定模块2154，与第二时长预测模块2153连接，用于调度服务器将第二预测时长中最小的第二预测时长所对应的无人搬运车确定为第二最优无人搬运车，并将第二最优无人搬运车所对应的第三可选最优路径确定为第五最优路径。

对于每个正处于工作状态的无人搬运车来说，既要计算从无人搬运车的当前位置到当前执行任务的第三目标位置的第二可选最优路径，又要计算从第三目标位置到初始位置的第三可选最优路径，再结合第二平均速度，即可预测每个无人搬运车的第二预测时长，即等待时间，为尽快开始搬运任务，需要找到可以最快来到初始位置的无人搬运车，因此，选择最小等待时间的无人搬运车完成搬运任务，而第六路径生成模块2152计算得到的第三可选最优路径就是第五最优路径，调度服务器无需重新计算。

进一步的，如图9所示，第二筛选模块215还包括：第二速度采集模块2155，用于每个处于工作状态的无人搬运车采集第二预设时间段内的多个第二速度；第三平均速度计算模块2156，与第二速度采集模块2155连接，用于每个处于工作状态的无人搬运车根据多个第二速度计算第二平均速度；第二平均速度发送模块2157，分别与第三平均速度计算模块2156和第二时长预测模块2153连接，用于每个处于工作状态的无人搬运车发送第二平均速度至调度服务器

或者，如图10所示，第二筛选模块215还包括：第二速度采集模块2155，用于每个处于工作状态的无人搬运车采集第二预设时间段内的多个第二速度；第二速度发送模块2158，与第二速度采集模块2155连接，用于每个处于工作状态的无人搬运车发送多个第二速度至调度服务器；第四平均速度计算模块2159，分别与第二速度发送模块2158和第二时长预测模块2153连接，调度服务器根据多个第二速度分别计算每个处于工作状态的无人搬运车的第二平均速度。

第二预设时间段可以是无人搬运车上一个搬运任务所持续的时间段，也可以是最近几次的搬运任务持续时间段的集合，还可以是上一个搬运任务持续时间段内的某一段。可以通过测速传感器采集第二速度，采样频率可以预设。

调度服务器获取第二平均速度的方式有两种，一种是由每个无人搬运车计算自身的第二平均速度并发送至调度服务器，另一种是由调度服务器对无人搬运车发来的多个第二速度进行计算，得到第二平均速度。

需要说明的是，本实施例中的最优路径、可选最优路径均可以通过a*算法计算得到。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。