發(fā)布時間：2020-05-04 22:33

【摘要】：隨著國家生產(chǎn)力和智能化程度的提高,機(jī)器人開始朝著替代人類進(jìn)行多種多樣勞作的方向發(fā)展,包括制造領(lǐng)域、服務(wù)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、教育領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、運輸領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等,主要包括一些高重復(fù)性、高風(fēng)險、高難度、極端環(huán)境下的復(fù)雜任務(wù),甚至包括人類無法完成的任務(wù)。然而,一個機(jī)器人工作的能力和效率都是有限的,單機(jī)工作已經(jīng)無法有效應(yīng)對日益復(fù)雜的作業(yè)任務(wù),無法應(yīng)對社會快速發(fā)展的需求。因此,AGV群控系統(tǒng)已經(jīng)成為越來越重要的研究方向,研制應(yīng)用于制造車間柔性物流的AGV群控系統(tǒng),使得AGV之間相互協(xié)作作業(yè)、避免碰撞,AGV本體能夠自動避障、自動充電且不依賴固定路網(wǎng),具有極其重要的意義。本論文主要研究應(yīng)用于制造車間柔性物流的AGV群控系統(tǒng),設(shè)計了一套基于時間窗算法的集中式AGV群控協(xié)調(diào)系統(tǒng),旨在解決制造車間多AGV無導(dǎo)軌搬運作業(yè)的群控協(xié)調(diào)、任務(wù)分配以及路徑規(guī)劃問題。本論文主要在以下幾個方面進(jìn)行了研究:1、基于時間窗的AGV群控協(xié)調(diào)算法研究。基于固定路網(wǎng)的時間窗調(diào)度思想,提出了一種靜態(tài)時間窗與動態(tài)調(diào)度相結(jié)合的AGV群控協(xié)調(diào)算法,該算法可實現(xiàn)多臺AGV在無任何固定標(biāo)志物和軌道的制造車間高效協(xié)同作業(yè),避免了鋪設(shè)路網(wǎng)和特定標(biāo)志物的人力和物力開銷,提高了制造車間運輸?shù)娜嵝浴?、AGV群控系統(tǒng)的任務(wù)分配算法研究。目標(biāo)函數(shù)采用最小化總行駛時間的在線任務(wù)調(diào)度方案,根據(jù)任務(wù)創(chuàng)建的時間對任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級區(qū)分,優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級高的任務(wù)。最后對比所有處于空閑狀態(tài)AGV執(zhí)行指定任務(wù)路徑的長度,路徑最短的AGV獲取指定任務(wù)。3、AGV路徑規(guī)劃算法研究。全局路徑規(guī)劃采用基于最短路徑的A*算法,局部路徑規(guī)劃采用優(yōu)化后的動態(tài)窗口方法(Dynamic Window Approach,簡稱DWA),使得相向行駛的兩臺AGV出現(xiàn)沖突時,同時選擇向右局部規(guī)劃避免碰撞。局部靠右行駛方案再結(jié)合地圖標(biāo)注方案,進(jìn)而可實現(xiàn)AGV多車道安全行駛的功能。4、設(shè)計AGV群控系統(tǒng)軟件,并展開仿真實驗。將群控協(xié)調(diào)模塊、任務(wù)分配模塊、路徑規(guī)劃模塊、通訊協(xié)議模塊等有機(jī)地組合起來,形成一個可用于仿真測試和真機(jī)測試的AGV群控協(xié)調(diào)系統(tǒng),用于對系統(tǒng)的各個模塊功能進(jìn)行分析并給出實驗結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

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本文編號：2649091