本发明涉及自动化控制领域，具体而言，是一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统。
背景技术：
1、agv中文名为自动引导车，是一种无人驾驶的自动化运载工具，用于在工厂、仓库、医院等场所进行自动运输和搬运工作，agv通常配备有各种传感器和导航设备，可根据预先设定的路径和行为规则，独立地在工作场所内移动，并完成指定的任务，agv可以根据工作场所的布局和需求进行定制化设计，常见的类型包括叉车式agv、载具式agv、拖挂式agv等，agv的应用范围包括但不限于原材料运载、半成品搬运、成品运输、仓储管理、生产线物料补给等领域，随着物流行业的发展和自动化技术的进步，仓储agv物流小车在仓储物流领域的应用越来越广泛，成为提升生产效率和智能化水平的重要工具之一。
2、专利名称为一种基于机器视觉的物流agv小车导航控制方法及系统（专利号为202311356524.x）的中国专利公布的技术方案，该方案通过视觉传感器获取仓储区环境数据，构建仓储区环境的三维地图，利用使用卷积神经网络识别模型获取货物的具体信息和障碍物的位置及轮廓信息，并按照货物集的优先级，对每个货物集内的货物进行路径规划，生成局部路径，然后将局部路径合并成全局路径，并在全局路径上控制agv小车运行，实时监测路径中的障碍物，如果路径与障碍物可能发生碰撞，修正路径躲避障碍物，实现了仓储运作的自动化和智能化，减少人力成本，提高运营效率，为仓储物流管理带来更高的精准度和便利性，但仍然存在一些不足之处，具体表现在以下方面：一、该方案仅对行车路径中的障碍物进行监测，但并未涉及对路面情况进行分析，如果路面存在杂物、坑洞或其他障碍物，agv小车可能会受到阻碍或损坏，导致搬运任务无法正常完成，甚至发生事故。
3、二、该方案通过实时监测路径中的障碍物来修正路径进行避障，但没有涉及对避障时的姿态参数进行检测，无法对避障安全性进行分析，从而对后续物流小车避障同一障碍物时的数据进行修正，可能导致车辆处于不稳定的状态，再次碰到相同的障碍物无法有效避免碰撞，从而影响系统的运行效率和安全性。
技术实现思路
1、为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：本发明提供了一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，包括：数字地图构建模块，用于通过摄像头获取仓储区域的各子区域图像，并以此为仓储区域构建数字地图，同时对各仓库、各充电桩的位置信息进行获取。
3、道路规划模块，用于获取物流小车的运输清单，并结合各仓库的位置信息为物流小车规划最优行车路径。
4、路面状况获取模块，用于通过内置摄像头对物流小车的各路段行车路面进行图像获取，进而分析得到各路段行车路面的开裂程度、凹陷程度。
5、运动控制模块，用于根据各路段行车路面的开裂程度、凹陷程度分析得到各路段行车路面的路面平坦程度，进而对物流小车各路段的速度进行调控。
6、避障模块，用于对物流小车行车过程中的障碍物进行检测，从而控制物流小车进行避障，同时对避障时物流小车的姿态数据进行检测，小车姿态数据包括执行避障功能时到障碍物的距离、转向角度、车轮压力。
7、避障分析模块，用于根据物流小车的姿态数据分析得到物流小车的避障安全性，进而对后续物流小车避障同一障碍物时的姿态数据进行调控。
8、电量补充模块，用于根据物流小车的剩余电量分析得到物流小车的预计续航里程，进而结合各充电桩的位置信息对物流小车进行电量补充。
9、管理数据库，用于储存物流小车的运输清单、路面平坦程度范围对应物流车辆速度、超声波单位速度。
10、优选的，所述数字地图构建模块的具体分析方法为：将仓储区域划分为若干个等面积的子区域，通过仓储区域内的摄像头对各子区域进行图像获取，记为仓储区域各子区域图像，并通过仓储区域各子区域图像为仓储区域构建数字地图，同时从仓储区域数字地图中获取各仓库、各充电桩的位置信息并标记出来。
11、优选的，所述道路规划模块的具体分析过程如下：第一步，从管理数据库中读取物流小车的运输清单、各仓库所储存货物类别，从物流小车的运输清单中得到物流小车所需运输的各类货物，将其同各仓库所储存货物类别进行匹配得到物流小车所需运输的各类货物的所属存储仓库，记为各待装货仓库，从仓储区域数字地图中读取各待装货仓库的位置信息，同时对物流小车的所在位置进行定位，分别获取物流小车到各待装货仓库的距离，记为，其中表示第个待装货仓库的编号，。
12、第二步，将物流小车到各待装货仓库的距离按照从小到大的顺序进行排序，将第一个待装货仓库记为首选仓库，进而获取首选仓库到各待装货仓库的距离，通过比对得到距离首选仓库最近的待装货仓库，记为第二仓库，按照分析第二仓库的方法依次对剩余待装货仓库进行分析并排序，分别记为第三仓库、第四仓库……第仓库，根据各待装货仓库的排序为物流小车规划行车路线，记为最优行车路径。
13、优选的，所述路面状况获取模块的具体分析过程如下：第一步，将物流小车的最优行车路径按照设定长度划分为若干段等长路段，记为各路段，通过内置摄像头对物流小车的各路段行车路面进行图像获取，记为各路段行车路面图像。
14、第二步，通过边缘检测技术从各路段行车路面图像中提取各路段行车路面中各裂纹的边缘轮廓，将其数量和长度分别记为、，其中表示第个路段的编号，，表示第条裂纹的编号，，将其代入到公式得到各路段行车路面的开裂程度，其中表示预设的裂纹数量最大允许值，表示设定的裂纹长度参考值，表示设定的裂纹数量、裂纹长度的权值因子。
15、第三步，对各路段行车路面图像进行灰度化处理，并从各路段行车路面灰度图像中任取一凹陷部分的像素点作为种子像素点，分别对各路段行车路面灰度图像中的种子像素点和各像素点进行灰度值检测，记为，其中表示第个像素点的编号，，通过公式得到各路段行车路面灰度图像中各像素点同种子像素点的灰度差值，将其同预设的灰度差值范围进行比对，筛选出所有同种子像素点的灰度差值属于预设的灰度差值范围内的像素点，记为各路段行车路面灰度图像凹陷像素点数量，同时提取各路段行车路面灰度图像的像素点总数，通过用各路段行车路面灰度图像凹陷像素点数量除以各路段行车路面灰度图像的像素点总数，得到各路段行车路面的凹陷程度，记为。
16、优选的，所述运动控制模块的具体分析过程如下：第一步，分别读取各路段行车路面的开裂程度、凹陷程度，将其代入到公式得到各路段行车路面的路面平坦程度，其中分别表示设定的开裂程度、凹陷程度的权值因子，为自然常数。
17、第二步，从管理数据库中提取预设的路面平坦程度范围对应物流车辆速度，同各路段行车路面的路面平坦程度进行匹配得到各路段行车路面的路面平坦程度对应的物流车辆速度，进而以此对物流小车各路段的速度进行调控。
18、优选的，所述障碍模块的具体分析过程如下：第一步，利用物流小车内置的超声波传感器向行进方向发送超声波，并记录超声波从发射到反射回物流小车的时长，记为超声波往返时长，从管理数据库中提取超声波单位速度，记为，通过得到物流小车到障碍物的距离，同时通过摄像机对障碍物进行图像获取，并通过边缘检测技术对障碍物图像中的障碍物进行边缘检测，从障碍物边缘轮廓中提取障碍物宽度，将物流小车到障碍物的距离和设定的物流小车安全距离阈值进行比对，若物流小车与障碍物之间的距离大于设定的物流小车安全距离阈值，则表示物流小车与障碍物之间的距离较远，无需进行避障，若物流小车与障碍物之间的距离小于或等于设定的物流小车安全距离阈值，则控制物流小车执行避障功能，将物流小车执行避障功能时到障碍物的距离记为。
19、第二步，通过公式得到物流小车的转向角度，同时通过压力传感器对避障过程中物流小车的各车轮压力分别进行检测，并通过求取平均值得到车轮压力，记为。
20、优选的，所述物流小车的避障安全性的具体分析过程如下：
21、第一步，分别读取物流小车执行避障功能时到障碍物的距离、物流小车的转向角度、车轮压力，得到物流小车的避障安全性，其中分别表示设定最佳避障距离、最佳转向角度、车轮压力的参考值，分别表示设定的距离、转向角度、车轮压力的权值因子。
22、第二步，将物流小车的避障安全性同预设的避障安全性阈值进行比对，若物流小车的避障安全性大于或等于预设的避障安全性阈值，则表示物流小车避障无风险，相反则表示物流小车避障有风险，后续物流小车在碰到该障碍物时需要对物流小车的姿态数据进行调控。
23、优选的，所述避障分析模块的具体分析方法为：通过公式得到物流小车的最佳避障距离差，同时按照分析物流小车的最佳避障距离差的方法对物流小车的转向角度进行分析得到物流小车的最佳转向角度差，记为，进而以此对后续物流小车在碰到该障碍物时的避障距离和转向角度进行调控。
24、优选的，所述物流小车的预计续航里程的具体分析方法为：读取物流小车的电池最大电量和已行车里程，分别记为，同时对物流小车的电池电量进行实时监测，并将其当前电量记为剩余电池电量，将其代入到公式得到物流小车的预计续航里程。
25、优选的，所述电量补充模块的具体分析方法为：第一步，从管理数据库中读取物流小车的行车路线全程里程，记为，通过公式得到物流小车的目标续航里程，将物流小车的预计续航里程同目标续航里程进行比对，若物流小车的预计续航里程大于或等于目标续航里程，则表示物流小车剩余电量足够，无需进行电量补充，相反则表示物流小车剩余电量不足，执行第二步。
26、第二步，从仓储区域的数字地图中获取各充电桩的位置信息，同时对物流小车进行定位，并以物流小车当前所在位置为圆心，以物流小车的预计续航里程为半径，构建物流小车的电量补充区域，并从各充电桩的位置信息中筛选出位于物流小车的电量补充区域的各充电桩，记为各备选充电桩，计算物流小车到各备选充电桩的距离，并将其按照从小到大的顺序进行排序，将第一个距离对应的备选充电桩作为最佳充电桩，控制小车前往最佳充电桩进行进行电量补充。
27、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：一、本发明构建仓储区域数字地图获取各仓库、各充电桩的位置信息，从而为物流小车规划最优行车路径，实现智能化的路径规划和调度决策，减少物流小车在仓储区域内的行驶时间，提高物流效率。
28、二、本发明根据各路段行车路面的开裂程度、凹陷程度分析得到各路段行车路面的路面平坦程度，进而对物流小车各路段的速度进行调控，可以使物流小车在良好路面上提高速度，同时在路面质量较差的路段减速，以保证安全稳定的行驶，提高运输效率，缩短运输时间。
29、三、本发明根据物流小车的姿态数据分析得到物流小车的避障安全性，进而对后续物流小车避障同一障碍物时的姿态数据进行调控，从而有效避免碰撞和提高物流小车的行驶安全性，提高物流效率。
30、四、本发明根据物流小车的剩余电量分析得到物流小车的预计续航里程，进而结合各充电桩的位置信息对物流小车进行电量补充，避免因为电量不足而造成的中断或延误，提高物流小车的运行效率。
1.一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，该系统具体包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述数字地图构建模块的具体分析方法为：
3.根据权利要求2所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述道路规划模块的具体分析过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述路面状况获取模块的具体分析过程如下：
5.根据权利要求4所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述运动控制模块的具体分析过程如下：
6.根据权利要求1所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述障碍模块的具体分析过程如下：
7.根据权利要求6所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述物流小车的避障安全性的具体分析过程如下：
8.根据权利要求7所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述避障分析模块的具体分析方法为：
9.根据权利要求1所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述物流小车的预计续航里程的具体分析方法为：
10.根据权利要求9所述的一种仓储agv物流小车运行轨迹控制系统，其特征在于，所述电量补充模块的具体分析方法为：
