邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟-計(jì)算機(jī)行業(yè)：云端控制平臺(tái)與物流自動(dòng)導(dǎo)引車通用接口指南

A.11AGV類型 行業(yè)、提升產(chǎn)品的安全性、保障使用者的權(quán)益、提升使盡管AGV技術(shù)被廣泛應(yīng)用，卻缺乏統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)與AGV設(shè)備的通用協(xié)議。由于AGV的操作環(huán)境AGV供應(yīng)方的責(zé)任，同時(shí)也為AGV需求方提供保障。充分考慮了云端控制系統(tǒng)與AGV通訊的效率和安全性。它以現(xiàn)有最優(yōu)的質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，借鑒闡述；對(duì)于AGV實(shí)際使用中的問(wèn)題盡最大能力在協(xié)議層面解決，針對(duì)系統(tǒng)安全性專門(mén)提出協(xié)議加密方協(xié)議編寫(xiě)過(guò)程中不斷重視并考慮AGV設(shè)備控制使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，力求把每一個(gè)細(xì)節(jié)都考慮整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展也將成為可能。期待著AGV技術(shù)在全球各個(gè)角落發(fā)揮出它應(yīng)有的作用，為世界帶V本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定技有限公司、浙江華?？萍脊煞萦邢薰?、1GB/T32918信息安全技術(shù)SM2GB/T32907信息安全技術(shù)SM4分組密碼算法GB/T30030-2023界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適3.1.1云端控制平臺(tái)CloudControlPl3.1.3切換導(dǎo)航Change3.1.4平臺(tái)路徑規(guī)劃PlatformPathPAGV在運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，由云端控制平臺(tái)控制軌跡行駛的方法。3.1.5自主路徑規(guī)劃AutonomousPatAGV在運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，對(duì)于臨時(shí)性避障，由AGV自主規(guī)劃且平臺(tái)授權(quán)的軌跡行駛方法。TLS傳輸層安全協(xié)議(TransportLaAPI應(yīng)用程序接口(ApplicationProgrammingInterf2IP互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址(InternetProtUDP傳輸控制協(xié)議(UserDatagramPrTCP傳輸控制協(xié)議(TransmissionTLS傳輸層安全協(xié)議(TransportL定位地圖：AGV本體用來(lái)在環(huán)境中定位的地圖，4通信架構(gòu)和要求4.1通訊架構(gòu)圖1云端控制平臺(tái)與AGV通訊架構(gòu)圖4.2通訊安全要求1)認(rèn)證性：為了防止敵手冒充云端平臺(tái)或AGV發(fā)送錯(cuò)誤指令，云端平臺(tái)和AGV進(jìn)行交互時(shí)首先4.2.1傳輸帶寬要求4.3傳輸質(zhì)量要求3）丟包率不大于1×10-3；4）包誤差率不大于1×10-4；35.1坐標(biāo)系定義AGV的朝向單位為度，且位于(?180°,180°]。當(dāng)AGV頭部朝向世界0°;當(dāng)AGV頭部朝向世界坐標(biāo)系的y軸正方向時(shí)，車體角度為90°;當(dāng)AGV頭部朝向世界坐標(biāo)系的x軸負(fù)方向時(shí)，車體角度為180°;當(dāng)AGV頭部朝向世界坐標(biāo)系的y軸負(fù)方向時(shí)，車體角度為?90°。圖2位姿定義5.2地圖切換42)AGV在收到地圖切換請(qǐng)求后，首先回復(fù)收到切換請(qǐng)求；4)AGV地圖切換完成且定位成功后，向云其中具體報(bào)文格式定義參考第7.95.3導(dǎo)航切換局路徑為P1->E1->P2->E2->P3->E3->P4->E4->P5->E7->P8->E11。同時(shí)云端控制平臺(tái)也會(huì)根據(jù)任務(wù)的信3)AGV背負(fù)載具沿著路徑P1->E1->P2->E2->P3->E3->P4->E4->P5->E7->P8->E12->P11運(yùn)動(dòng)；5圖5邏輯地圖和全局路徑信息圖6直線路徑更新示意圖過(guò)程中，目標(biāo)點(diǎn)不斷更新，直至到達(dá)最終的目標(biāo)點(diǎn)。在無(wú)避讓且路網(wǎng)狀態(tài)3)在T=k+2時(shí)刻，AGV移動(dòng)到（10000,28000此時(shí)6圖7曲線路徑更新示意圖圖8旋轉(zhuǎn)路徑更新示意圖7圖9終點(diǎn)路徑更新示意圖圖10路網(wǎng)狀態(tài)變換重規(guī)劃示意圖AGV存在其他路徑可以到達(dá)終點(diǎn)，云端控制平臺(tái)將會(huì)更新全局路徑。8AGV的狀態(tài)定義圖表1AGV狀態(tài)AGV當(dāng)前沒(méi)有收到新任務(wù)或沒(méi)有任務(wù)，上報(bào)【空閑】AGV運(yùn)動(dòng)和充電任務(wù)執(zhí)行結(jié)束后，上報(bào)【完成】AGV在充電樁對(duì)接結(jié)束后，上報(bào)【充電中】圖11AGV狀態(tài)遷移圖91)節(jié)點(diǎn)【是否為新任務(wù)】需要根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)和收到的報(bào)文進(jìn)行比較；圖12任務(wù)更新流程1)在舉升貨架場(chǎng)景中，AGV需要調(diào)整位姿或執(zhí)行機(jī)構(gòu)以搬運(yùn)貨物，此時(shí)AGV的剛體空間會(huì)出現(xiàn)2)在棧板識(shí)別叉取任務(wù)中，AGV需要自主完成相關(guān)動(dòng)作。該過(guò)程的路徑由AGV自主規(guī)免由于AGV自主動(dòng)作與其他AGV出現(xiàn)干涉或者碰撞等圖15相鄰貨位干涉圖16路徑封鎖請(qǐng)求流程AGV在識(shí)別標(biāo)記物時(shí)需要自主規(guī)劃路徑以完成對(duì)接。此時(shí)的路徑非云端控制平臺(tái)規(guī)劃產(chǎn)圖17棧板識(shí)別叉取在AGV遇障之后，需要自主繞開(kāi)障礙物繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，此時(shí)AGV需要將自主規(guī)劃出來(lái)的路徑上報(bào)釋放該消息，不再繼續(xù)發(fā)送。存活周期和超時(shí)間隔等參數(shù)可通過(guò)第7.5節(jié)報(bào)文進(jìn)行設(shè)任務(wù)控制報(bào)文。AGV需要響應(yīng)云端控制平臺(tái)最新的控制報(bào)文。雙方通過(guò)實(shí)時(shí)交換的狀態(tài)包和回復(fù)5)云端控制平臺(tái)根據(jù)上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)輸入，下發(fā)每個(gè)AGV的控制報(bào)文，驅(qū)動(dòng)A圖20云端控制平臺(tái)與AGV報(bào)文交互示意圖圖21云端控制平臺(tái)與AGV交互報(bào)文結(jié)構(gòu)4uint8_t[]224uint32_t云端控制平臺(tái)和AGV分別維護(hù)自身主動(dòng)發(fā)起的報(bào)文序列號(hào),若是對(duì)端消息的回復(fù)確認(rèn)包，此報(bào)文的1uint8_t1uint8_tAGV注冊(cè)報(bào)文AGV注冊(cè)回復(fù)報(bào)文AGV狀態(tài)上報(bào)參數(shù)配置報(bào)文AGV狀態(tài)上報(bào)參數(shù)回復(fù)報(bào)文AGV全局精度參數(shù)配置報(bào)文AGV全局精度參數(shù)配置回復(fù)報(bào)文AGV告警參數(shù)配置報(bào)文AGV告警參數(shù)配置回復(fù)報(bào)文AGV運(yùn)動(dòng)參數(shù)配置報(bào)文AGV運(yùn)動(dòng)參數(shù)配置回復(fù)報(bào)文AGV基礎(chǔ)參數(shù)查詢報(bào)文AGV基礎(chǔ)參數(shù)查詢回復(fù)報(bào)文AGV上報(bào)基礎(chǔ)參數(shù)報(bào)文AGV上報(bào)基礎(chǔ)參數(shù)回復(fù)報(bào)文AGV狀態(tài)上報(bào)報(bào)文AGV狀態(tài)上報(bào)回復(fù)報(bào)文AGV運(yùn)動(dòng)控制報(bào)文AGV運(yùn)動(dòng)控制回復(fù)報(bào)文AGV取貨控制報(bào)文AGV取貨控制回復(fù)報(bào)文AGV放貨控制報(bào)文AGV放貨控制回復(fù)報(bào)文AGV充電控制報(bào)文AGV充電控制回復(fù)報(bào)文AGV故障上報(bào)報(bào)文AGV故障上報(bào)回復(fù)報(bào)文AGV里程上報(bào)報(bào)文AGV里程上報(bào)回復(fù)報(bào)文用該密鑰對(duì)傳輸?shù)膱?bào)文進(jìn)行SM4分組密碼算圖22普通模式進(jìn)行協(xié)議交互2)會(huì)話密鑰協(xié)商:設(shè)備端使用自身私鑰和隨機(jī)數(shù)，平臺(tái)端的公鑰和隨機(jī)數(shù)承諾，通過(guò)SM2密鑰交換字簽名算法生成對(duì)應(yīng)簽名，將密文和簽名同時(shí)發(fā)送4)平臺(tái)端收到密文和簽名后，先對(duì)簽名進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)成功，平臺(tái)端將對(duì)密文使用密鑰KEY進(jìn)AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符AGV廠商4uint32_tAGV序列號(hào)uint8_t[]AGV的出廠序列號(hào)AGV類型1uint8_tAGV狀態(tài)1uint8_tAGV長(zhǎng)度2uint16_tAGV的外輪廓長(zhǎng)度(mm)AGV寬度2uint16_tAGV的外輪廓寬度(mm)AGV高度2uint16_tAGV的外輪廓高度(mm)AGV旋轉(zhuǎn)直徑2uint16_tAGV重量2uint16_tAGV的出廠重量(kg)根據(jù)7.1節(jié)所述的通信交互機(jī)制，對(duì)端在收到一條報(bào)文后都需要發(fā)送一條回復(fù)確認(rèn)報(bào)文，以告知表6AGV注冊(cè)回復(fù)報(bào)文消息體(云端AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符4uint32_t1uint8_t2uint8_t[]17.4.1云端控制平臺(tái)查詢AGV基表7AGV基礎(chǔ)參數(shù)查詢報(bào)文消息體(云AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符4uint32_t7.4.2AGV上報(bào)云端控制平臺(tái)基礎(chǔ)AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符2uint16_tAGV的額定負(fù)載(kg)1uint8_tAGV的額定續(xù)航時(shí)間(h)1uint8_t1uint8_t1uint8_t24uint32_tAGV的最大加速度(mm/s2)4uint32_tAGV的最大減速度(mm/s2)4uint32_tAGV的最大直線速度(mm/s)4uint32_tAGV的最大角加速度(1/1000deg/s2)4uint32_tAGV的最大角減速度(1/1000deg/s2)4uint32_tAGV的最大角速度(1/1000deg/s)4uint32_tAGV的最大曲線加速度(mm/s2)4uint32_tAGV的最大曲線減速度(mm/s2)4uint32_tAGV的最大曲線速度(mm/s)7.5.1云端控制平臺(tái)配置AGV狀態(tài)上AGV在滿足以下任意一種條件時(shí)，需要上報(bào)自身狀態(tài)：表11AGV狀態(tài)上報(bào)參數(shù)配置報(bào)文消息體(云端控制平AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符4uint32_t4uint32_t4uint32_tAGV旋轉(zhuǎn)超過(guò)該角度上報(bào)狀態(tài)(1/1000deg)表12AGV告警參數(shù)配置報(bào)文消息體(云端AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符4uint32_tuint8_t[]2uint16_t27.5.3云端控制平臺(tái)配置AGV全局精表13AGV全局精度參數(shù)配置報(bào)文消息體(云端控制平AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符1uint8_t1uint8_t27.5.4云端控制平臺(tái)配置AGV運(yùn)表14AGV運(yùn)動(dòng)參數(shù)配置報(bào)文消息體(云端AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符1uint8_t3表15AGV運(yùn)動(dòng)控制報(bào)文消息體(云端控AGV編號(hào)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符8AGV上執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信息，見(jiàn)表242uint16_t1uint8_t1uint8_t2uint16_t1uint8_tx坐標(biāo)444112uint16_t4444針對(duì)全向車型，表示到目標(biāo)點(diǎn)的移動(dòng)方向(1/104x坐標(biāo)442uint16_t1uint8_t1uint8_t表示AGV前、后、左、右四周的安全距離，閾值時(shí)，根據(jù)安全距離與AGV配置的各個(gè)避距離做比較，最終取差值最小的避障方案，見(jiàn)四周停前2uint16_tAGV前方停止距離(mm)后2uint16_tAGV后方停止距離(mm)左2uint16_tAGV左方停止距離(mm)右2uint16_tAGV右方停止距離(mm)四周一級(jí)減速區(qū)前2uint16_tAGV前方一級(jí)減速距離(mm)后2uint16_tAGV后方一級(jí)減速距離(mm)左2uint16_tAGV左方一級(jí)減速距離(mm)右2uint16_tAGV右方一級(jí)減速距離(mm)4uint32_t4uint32_tAGV進(jìn)入一級(jí)減速度區(qū)的減速度(mm/s2)8四周二級(jí)減速區(qū)前2uint16_tAGV前方二級(jí)減速距離(mm)后2uint16_tAGV后方二級(jí)減速距離(mm)左2uint16_tAGV左方二級(jí)減速距離(mm)右2uint16_tAGV右方二級(jí)減速距離(mm)4uint32_t4uint32_tAGV進(jìn)入二級(jí)減速度區(qū)的減速度(mm/s2)81uint8_t12uint16_t包含路徑段的所有字節(jié)長(zhǎng)度，按照實(shí)際情況填寫(xiě)路2uint16_t2uint16_t1uint8_t1uint8_t1uint8_t9x坐標(biāo)44y軸方向的坐標(biāo)(mm)22union4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符82uint16_t2uint16_t2uint16_t1uint8_t14uint32_t表26導(dǎo)航切換請(qǐng)求報(bào)文消息體(云端控制4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符1uint8_t3union4uint32_t4uint32_t4uint32_t1uint8_t切換動(dòng)作的目標(biāo)導(dǎo)航方式所使用的地圖中，1uint8_t切換動(dòng)作的目標(biāo)導(dǎo)航方式所使用的地圖中，2uint8_t[]URLuint8_t[]1uint8_t切換動(dòng)作的目標(biāo)導(dǎo)航方式所使用的地圖中，1uint8_t切換動(dòng)作的目標(biāo)導(dǎo)航方式所使用的地圖中，2uint8_t[]x方向信標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)4uint32_tx方向信標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)y方向信標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)4uint32_ty方向信標(biāo)轉(zhuǎn)換系數(shù)表29地圖切換請(qǐng)求報(bào)文消息體(云端控制4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符IPV4地址4uint32_tIPV6地址uint8_t[]2uint16_t2uint8_t[]444444uint32_t表31地圖切換成功回復(fù)報(bào)文消息體(云端控4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符4uint32_t134uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符11uint8_t2x4uint32_ty4uint32_t44444AGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符x4y44uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符11uint8_t2x4y444uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符編號(hào)、位置、角度、速度、狀態(tài)、業(yè)務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)，從中能夠確定AGV在執(zhí)行平臺(tái)任務(wù)4uint32_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符2uint16_t1uint8_t14uint32_t4y坐標(biāo)44444442uint8_t[]1uint8_tbit1~bit7：升級(jí)百分比1uint8_t2uint16_t2uint16_t2uint16_t2uint16_t2uint16_t1uint8_t1uint8_t執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)信息索引(確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)字段信union代表任務(wù)完成情況態(tài)AGV運(yùn)行過(guò)程中故障事件上報(bào)對(duì)于AGV運(yùn)營(yíng)非常重要，以確定AGV故障原因以及故障后的故障分2uint16_tAGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符2441uint8_t0:故障解除，1:故障等待解決中(只上報(bào)告警開(kāi)始1uint8_t24uint32_t4y坐標(biāo)4444AGV在地圖中的唯一標(biāo)識(shí)符4uint32_tAGV運(yùn)行總時(shí)間(h)4uint32_tAGV運(yùn)行總里程(km)2AGV底盤(pán)舵輪和驅(qū)動(dòng)輪的數(shù)量1uint8_t34uint32_t統(tǒng)的運(yùn)行效能和安全性，為物流自動(dòng)導(dǎo)引車的智能4uint8_t[]1uint8_t3union動(dòng)作機(jī)構(gòu)上報(bào)狀態(tài)見(jiàn)附錄A.1.2.144uint32_t444uint32_t42uint16_t2uint16_tA.1.2.1.1手指狀態(tài)2uint16_t2A.1.2.1.2托盤(pán)狀態(tài)1uint8_t1uint8_t1uint8_t1uint8_t[]uint8_t[]1uint8_t4uint32_t4uint8_t[]uint8_t[]4441uint8_t341uint8_t31uint8_t表示AGV機(jī)械臂是否有抓取物料，0:未抓取，1：已1uint8_tuint8_t[]末端r-p-y，繞軸z-y-x的順