當(dāng)前,多AGV（Automated Guided Vehicle）智能倉(cāng)庫(kù)成為了物流行業(yè)大力發(fā)展的對(duì)象,同時(shí)基于智能倉(cāng)庫(kù)的AGV調(diào)度系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)基于智能倉(cāng)庫(kù)的AGV調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先,分析了基于智能倉(cāng)庫(kù)的AGV調(diào)度系統(tǒng),并指出了影響AGV調(diào)度系統(tǒng)效率的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是多AGV路徑規(guī)劃和任務(wù)調(diào)度環(huán)節(jié)。其次,采用拓?fù)?柵格法建立倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的地圖模型,并分析了A*算法。針對(duì)多AGV路徑規(guī)劃問(wèn)題,在拓?fù)?柵格地圖上加入時(shí)間維度構(gòu)建時(shí)空地圖模型,并提出了基于時(shí)空沖突約束A*算法的多AGV路徑規(guī)劃方法。該方法將沖突解決策略融入到節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展過(guò)程,并考慮了拐彎代價(jià)。最后在MATLAB上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,驗(yàn)證了該方法能夠綜合考慮AGV的行駛時(shí)間、等待時(shí)間和拐彎時(shí)間,為多AGV規(guī)劃出無(wú)碰撞且時(shí)間花費(fèi)最小的路徑。再次,根據(jù)智能倉(cāng)庫(kù)中AGV的“單次多任務(wù)”作業(yè)模式,將任務(wù)調(diào)度問(wèn)題分解為任務(wù)組合和派發(fā)問(wèn)題。利用改進(jìn)的蟻群算法對(duì)任務(wù)組合問(wèn)題進(jìn)行求解,并針對(duì)任務(wù)組的派發(fā)順序問(wèn)題,提出了基于任務(wù)組優(yōu)先級(jí)的派發(fā)策略。最后在MATLAB上對(duì)任務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行了仿真,結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)后算法能夠提升系統(tǒng)的整體效率... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

京東

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文16柵格法最早由Howden提出，它采用多個(gè)離散的柵格表征真實(shí)環(huán)境。每一個(gè)柵格與真實(shí)地圖中一小塊區(qū)域?qū)?yīng)，并且每一柵格都有一個(gè)屬性值，常用BOOL量表示。0表示柵格為可行區(qū)域，1表示柵格為不可行區(qū)域。如圖3.2所示，為一柵格地圖，其中黑色區(qū)域表示障礙物，即不可行區(qū)域，白色表示可行區(qū)域。柵格地圖具有易于創(chuàng)建和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，其對(duì)環(huán)境描述的精度取決于柵格數(shù)的設(shè)定。柵格數(shù)越多，環(huán)境描述越精確。但同時(shí)隨著柵格數(shù)的增加，會(huì)使得存儲(chǔ)空間極速上升，計(jì)算機(jī)處理速度變慢，無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性要求。柵格數(shù)太少又無(wú)法準(zhǔn)確描述地圖位置信息。因此，綜合實(shí)際地圖環(huán)境，選擇合理的柵格數(shù)尤為重要。圖3.2柵格地圖Fig3.2Gridmap上述三種地圖建模方法都有各自優(yōu)缺點(diǎn)，為了綜合每種方法的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多人使用復(fù)合地圖。如采用幾何-拓?fù)浠旌系貓D建模方法能夠在保證全局空間的連續(xù)性同時(shí)，兼顧局部空間的精確性。選擇環(huán)境地圖的構(gòu)建方法時(shí)，不能僅從地圖環(huán)境的角度來(lái)建模，而是要綜合考慮AGV的定位、路徑規(guī)劃以及應(yīng)用場(chǎng)合等多種因素。3.1.2AGV實(shí)際工作環(huán)境建模本文將柵格法與拓?fù)浞ㄏ嘟Y(jié)合，首先利用柵格法對(duì)真實(shí)環(huán)境建模，構(gòu)建柵格地圖模型，然后在柵格地圖上進(jìn)行拓?fù)浞ń�，將特殊柵格（表征取貨點(diǎn)、揀選臺(tái)等）拓?fù)錇楣?jié)點(diǎn)，其他柵格拓?fù)錇楸３止?jié)點(diǎn)連接線的邊，同時(shí)節(jié)點(diǎn)大小仍與柵格尺寸一致。如圖3.3所示，將智能倉(cāng)庫(kù)看成一個(gè)二維平面，為其建立直角坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)，橫向和縱向分別為X軸和Y軸。圓點(diǎn)表示特殊柵格拓?fù)浜蟮墓?jié)點(diǎn)，連接線表示普通路徑柵格拓?fù)浜蟮倪叀Ｍ瑫r(shí)設(shè)定每個(gè)柵格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，AGV的長(zhǎng)、寬均小于L，倉(cāng)庫(kù)中每條道路的寬也為L(zhǎng)。柵格地圖X軸的坐標(biāo)表示柵格的列,其最大值為maxX，Y軸的

第五章AGV調(diào)度系統(tǒng)軟件平臺(tái)與驗(yàn)證595.2.4路徑規(guī)劃模塊路徑規(guī)劃模塊主要負(fù)責(zé)AGV的路徑規(guī)劃，當(dāng)系統(tǒng)為AGV分配任務(wù)后，根據(jù)任務(wù)的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)以及任務(wù)的優(yōu)先級(jí)為AGV規(guī)劃一條無(wú)碰撞最優(yōu)路徑，使得AGV執(zhí)行任務(wù)的成本最小化，進(jìn)而降低系統(tǒng)的運(yùn)輸成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。路徑規(guī)劃界面如圖5.9所示，路徑規(guī)劃模塊功能包括自動(dòng)路徑規(guī)劃和手動(dòng)路徑規(guī)劃。自動(dòng)路徑規(guī)劃功能是路徑規(guī)劃模塊的核心模塊之一，其主要功能是對(duì)任務(wù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)調(diào)用路徑規(guī)劃算法尋找一條最短路徑。自動(dòng)路徑規(guī)劃是針對(duì)于任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)，在任務(wù)由等待執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為正在執(zhí)行狀態(tài)時(shí)，調(diào)用路徑規(guī)劃算法為將要執(zhí)行的任務(wù)的AGV指定行駛路徑，并將路徑信息下發(fā)至AGV。手動(dòng)路徑規(guī)劃功能也是路徑規(guī)劃模塊中必不可少的一部分。在實(shí)際使用過(guò)程中，有時(shí)候用戶需要AGV沿著自己制定的路徑或者經(jīng)過(guò)自己指定的節(jié)點(diǎn)，這時(shí)自動(dòng)路徑規(guī)劃便難以滿足用戶的需求。手動(dòng)路徑規(guī)劃就是基于這個(gè)問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，用戶可以指定AGV、指定所要經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)、指定路徑，來(lái)完成用戶所需求的搬運(yùn)任務(wù)。圖5.9路徑規(guī)劃界面Fig5.9Pathplanninginterface5.2.5狀態(tài)監(jiān)控模塊狀態(tài)監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的主要信息進(jìn)行全局監(jiān)控，只有實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行信息，才能夠快速響應(yīng)系統(tǒng)的變化。如圖5.10所示，為系統(tǒng)的主監(jiān)控界面，在系統(tǒng)啟動(dòng)前，可以通過(guò)主監(jiān)控界面左上角的“加載地圖按鈕”、“更新地圖按鈕”將設(shè)置好的地圖導(dǎo)入主界面，為在線監(jiān)控做準(zhǔn)備。同時(shí)，可以通過(guò)主界面的右側(cè)的界面切換按鈕進(jìn)入到“地圖設(shè)計(jì)界面”、“通信設(shè)置界面”、“任務(wù)調(diào)度界面”、“路徑規(guī)劃界面”，進(jìn)一步了解系統(tǒng)中詳細(xì)的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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