物流機器人是現(xiàn)代物流行業(yè)中逐步取代人力的一種新興自動化搬運工具,地面控制系統(tǒng)則是其之所以能夠自動化的核心組件。本文旨在研究與實現(xiàn)物流機器人地面控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),主要從以下三個部分進行研究闡述,單機器人行為控制、多機器人集群控制以及任務(wù)間調(diào)度的實現(xiàn)方法。單機器人控制主要講述兩個關(guān)鍵技術(shù),一是單機器人運行所需的地圖設(shè)計及相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),通過逐步的抽象設(shè)計達到現(xiàn)實到抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn);二是路徑規(guī)劃,使用一種基于貪婪策略的改進型Dijkstra算法來實現(xiàn)機器人點到點的路徑規(guī)劃功能。多機器人集群控制主要講述三個關(guān)鍵技術(shù),一是多機器人集群行動控制策略,使用排它鎖機制來保證多個機器人在同一時間內(nèi)不會發(fā)生碰撞;二是降低機器人交通等待時間策略,通過選擇重疊度最低的路徑來盡可能降低多個機器人出現(xiàn)在同一道路上的概率;三是死鎖預(yù)防策略,通過強制性的閉環(huán)路徑地圖設(shè)計來降低發(fā)生死鎖的概率。任務(wù)間調(diào)度主要講述了兩個關(guān)鍵技術(shù),一是倉庫區(qū)域調(diào)度,通過貨位自動分級和貨位自動調(diào)度來實現(xiàn);二是訂單合并,通過貨物種類的合并實現(xiàn)了機器人運輸效率的提高。最后論文分別通過仿真環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境給出了各個部分的相關(guān)測試數(shù)據(jù)說明了實現(xiàn)的實際效果。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP242
【部分圖文】：

圖 1-1 亞馬遜自動化倉庫（左）與亞馬遜 Kiva機器人（右）圖中可以看出，Kiva 機器人先行駛至貨架的正下方，然后通過中間的機貨架托起，再搬運至指定的地點，由此可見亞馬遜 Kiva 機器人的主要工輸倉庫內(nèi)部的貨架，這部分工作內(nèi)容能夠?qū)}庫內(nèi)部工作任務(wù)中最繁重解放出來，讓人類能夠更專注于倉庫中其它非體力勞動型任務(wù)。馬遜 Kiva 倉庫物流機器人系統(tǒng)也由此給行業(yè)帶來了一個全新的“貨到人式，完全顛覆了傳統(tǒng)的“人找貨”模式，由此進行簡單的優(yōu)劣分析[8]：點：．倉儲運轉(zhuǎn)效率高，因為機器人系統(tǒng)能夠以非�？斓乃俣雀嬖V機器人貨物人能夠保證無差錯的執(zhí)行，提高倉儲揀選效率；．節(jié)省倉儲人力成本，因為機器人直接代替了倉儲過程中最繁重的體力勞的人力資源可以進行更輕松的工作；

第二章 系統(tǒng)架構(gòu)概述本章節(jié)主要概述了整體機器人系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成及整體流程，該大系統(tǒng)中的地統(tǒng)即為本論文的主要研究對象，并在本章節(jié)中對地面控制系統(tǒng)進行了詳細的與流程描述。 整體系統(tǒng)概述.1 系統(tǒng)背景介紹1．倉庫場地介紹倉庫場地為類似如前文所示的亞馬遜電商類倉庫，占地五千至一萬平方不等庫，至少達到國家標準 GB/T 21072-2007 附錄中一星標準倉庫 [12]。2．機器人及配套貨架介紹統(tǒng)配套的機器人為類叉車式機器人，長寬小于 1 米，高 2 米，載重 50 千克。種非常常見的 2米長，0.6 米款，2 米高的貨架，貨架不可移動。

圖 2-2 機器人整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖倉庫管理系統(tǒng)，一般情況下屬于企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)的一部分，主要負責管理倉庫存放的物品以及倉庫物品出入庫調(diào)度，可獨立運作也可配合其它平臺如電商平臺倉庫管理系統(tǒng)在本論文討論的范圍內(nèi)的主要工作任務(wù)是產(chǎn)生出入庫調(diào)度訂單任務(wù)，傳統(tǒng)的倉庫管理系統(tǒng)所產(chǎn)生的出入庫調(diào)度訂單任務(wù)是由人來執(zhí)行，在本文中則這些任務(wù)交由機器人來執(zhí)行。機器人個體，主要作用是代替人類進行體力勞動，也是出入口調(diào)度訂單任務(wù)的實際執(zhí)行者。在本論文中這些機器人個體被抽象為一類任務(wù)執(zhí)行對象，只討論任務(wù)的完成情況而無需對其具體工作流程及內(nèi)容進行詳細描述。這些機器人個體在本論文中定義為：一種無自主復(fù)雜行為控制的遠程遙控機器人，只能感知自身的基本狀態(tài)以及執(zhí)行基本的機械動作。機器人地面控制系統(tǒng)，本論文的主要描述對象，在以上兩者中起著承上啟下的地位，主要作用是接收來自倉庫管理系統(tǒng)的出入庫調(diào)度訂單任務(wù)，將這些任務(wù)分解成適
【參考文獻】

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本文編號：2835938