基于节点缩减的最佳路径计算方法、装置以及系统与流程

本发明涉及一种基于节点缩减的最佳路径计算方法、装置以及系统，更具体地，涉及一种基于节点缩减的最佳路径计算方法、装置以及系统，其在物流自动化系统中能够基于包含对应于作业空间的多个节点的图有效地计算从起始节点到目的地节点的最佳路径。

背景技术：

1、近年来，随着电子商务的发展和工厂自动化的普及等，能够在最小化作业者的干预的情况下高效地处理货物等的运输的物流自动化系统得到了广泛应用。

2、更具体地，正在进行各种尝试，例如，在物流仓库或工厂等利用自动导向搬运车（automated guided vehicle, agv）或自主移动机器人（autonomous mobile robot，amr）等物流机器人来搬运产品或部件等，或者在半导体工厂等利用天车搬运装置（overheadhoist transport，oht）等来搬运晶圆等，以实现物流自动化并提高作业效率，从而降低成本。

3、更具体地，图1所示的亚马逊的kiva系统在全世界的物流仓库中运行20多万台以上的自动导向搬运车（agv）10，由此，将物流成本降低了20%，并且将物流搬运时间缩短到1/6。

4、此时，为了作为上述物流自动化系统的主要决策的物流机器人等的路径探索或作业分配等，导出从起始节点到目的地节点的最短路径（shortest path）和其成本（cost）信息并使用。

5、为此，如图2所示，在传统的物流自动化系统中，通常将整个作业空间表示为由节点（node）和边（edge）构成的图（graph），并且利用迪杰斯特拉（dijkstra）算法或a星（a*）算法等计算最短路径和成本信息。

6、然而，如上所述的现有技术存在的问题在于，随着节点数量的增加，上述算法的执行时间会呈指数级增长。

7、因此，如图3所示，在由多个节点构成的作业空间200中的物流系统中应用上述dijkstra算法等时，可能会需要过长的运算时间，增加服务器的运算负荷，从而可能增加服务器与物流机器人之间的控制请求和响应时间，进而降低物流系统的运行效率。

技术实现思路

1、（一）要解决的技术问题

2、本发明是为了解决上述现有技术中的问题而提出的，其目的在于提供一种基于节点缩减的最佳路径计算方法、装置以及系统，其能够有效地减少在物流自动化系统中基于包含对应于作业空间的多个节点的图检测最短路径等所需的运算时间。

3、另外，本发明的目的在于提供一种基于节点缩减的最佳路径计算方法、装置和系统，其可减少服务器的运算负荷，从而实现服务器与物流机器人之间的快速控制请求和响应，并实现稳定的系统运行。

4、对于本领域的技术人员而言显而易见的是，本发明的其他详细的目的可以通过以下记载的详细内容所了解和理解。

5、（二）技术方案

6、根据用于解决所述技术问题的本发明的一个方面的最佳路径计算方法基于包含对应于作业空间的多个节点和连接所述多个节点的边的图，计算从第一节点到第二节点的最佳路径，其特征在于，所述最佳路径计算方法包括：代表节点计算步骤，最佳路径计算系统从多个代表节点中计算出与所述第一节点对应的第一代表节点和与所述第二节点对应的第二代表节点，所述多个代表节点包含所述多个节点中与三个以上的边连接的节点；代表节点最佳路径计算步骤，计算从所述第一代表节点到所述第二代表节点的代表节点最佳路径；以及最佳路径计算步骤，考虑所述代表节点最佳路径、从所述第一代表节点到所述第一节点的距离差和从所述第二代表节点到所述第二节点的距离差，计算从所述第一节点到所述第二节点的最佳路径。

7、其中，在所述代表节点计算步骤中，可以计算离所述多个节点中的每个节点最近的代表节点作为所述每个节点的代表节点。

8、此时，在所述代表节点计算步骤中，可以利用第一表计算所述第一代表节点和所述第二代表节点，所述第一表包含关于所述多个节点与所述代表节点的对应关系的信息。

9、另外，在所述代表节点最佳路径计算步骤中，利用第二表计算所述代表节点最佳路径，所述第二表包含关于每个所述代表节点之间的距离的信息。

10、此时，在所述代表节点最佳路径计算步骤中，基于所述第二表应用dijkstra算法或a*算法等计算所述代表节点最佳路径。

11、另外，在所述最佳路径计算步骤中，利用第一表计算从所述第一节点到所述第二节点的最佳路径，所述第一表包含关于所述多个节点与所述代表节点的对应关系和两者之间的距离差的信息。

12、另外，所述最佳路径计算方法可以进一步包括：代表节点图构建步骤，从所述图中构件代表节点图，所述代表节点图包含关于多个代表节点的信息，所述多个代表节点包含所述多个节点中与三个以上的边连接的节点。

13、其中，所述代表节点图可以包含关于所述多个代表节点和连接所述多个代表节点的多个代表边的信息。

14、另外，根据本发明的另一个方面的最佳路径计算系统基于包含对应于作业空间的多个节点和连接所述多个节点的边的图，计算从第一节点到第二节点的最佳路径，其特征在于，所述最佳路径计算系统包括：代表节点计算部，从多个代表节点中计算出与所述第一节点对应的第一代表节点和与所述第二节点对应的第二代表节点，所述多个代表节点包含所述多个节点中与三个以上的边连接的节点；代表节点最佳路径计算部，计算从所述第一代表节点到所述第二代表节点的代表节点最佳路径；以及最佳路径计算部，考虑所述代表节点最佳路径、从所述第一代表节点到所述第一节点的距离差（offset）和从所述第二代表节点到所述第二节点的距离差（offset），计算从所述第一节点到所述第二节点的最佳路径。

15、（三）有益效果

16、因此，根据本发明的一个实施例，根据本发明的一个实施例的最佳路径计算方法、装置以及系统能够有效地减少在物流自动化系统中基于包含对应于作业空间的多个节点的图检测最短路径等所需的运算时间。

17、另外，根据本发明的一个实施例的最佳路径计算方法、装置以及系统可以减少服务器的运算负荷，从而实现服务器与物流机器人之间的快速控制请求和响应，并实现稳定的系统运行。

18、在本发明中能够获得的效果并不限于以上提及的技术效果，本领域技术人员可以通过本说明书中记载的内容清楚地理解未提及的其他技术效果。

技术特征：

1.一种最佳路径计算方法，所述最佳路径计算方法基于包含对应于作业空间的多个节点和连接所述多个节点的边的图，计算从第一节点到第二节点的最佳路径，其特征在于，所述最佳路径计算方法包括：

2.根据权利要求1所述的最佳路径计算方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的最佳路径计算方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的最佳路径计算方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的最佳路径计算方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的最佳路径计算方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的最佳路径计算方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的最佳路径计算方法，其特征在于，进一步包括：

9.根据权利要求8所述的最佳路径计算方法，其特征在于，

10.一种最佳路径计算系统，所述最佳路径计算系统基于包含对应于作业空间的多个节点和连接所述多个节点的边的图，计算从第一节点到第二节点的最佳路径，其特征在于，所述最佳路径计算系统包括：

技术总结
本发明涉及一种基于节点缩减的最佳路径计算方法、装置以及系统，更具体地，涉及一种基于节点缩减的最佳路径计算方法、装置以及系统，其在物流自动化系统中能够基于包含对应于作业空间的多个节点的图有效地计算从起始节点到目的地节点的最佳路径。本发明公开一种最佳路径计算方法，所述最佳路径计算方法基于包含对应于作业空间的多个节点和连接多个节点的边的图，计算从第一节点到第二节点的最佳路径，并且包括：代表节点计算步骤，最佳路径计算系统从多个代表节点中计算出与第一节点对应的第一代表节点和与第二节点对应的第二代表节点，所述多个代表节点包含多个节点中与三个以上的边连接的节点；代表节点最佳路径计算步骤，计算从第一代表节点到第二代表节点的代表节点最佳路径；以及最佳路径计算步骤，考虑代表节点最佳路径、从第一代表节点到第一节点的距离差和从第二代表节点到第二节点的距离差，计算从第一节点到第二节点的最佳路径。

技术研发人员：黄日会,黄雪
受保护的技术使用者：达研科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19