【摘要】：自動引導(dǎo)小車(AGV)的有效路徑規(guī)劃對于智能倉庫、無人碼頭和自動化工廠等工業(yè)場景具有重要意義。近年來,尤其隨著電子商務(wù)的發(fā)展,網(wǎng)上購物越來越受歡迎。為了加速消費者的遞送過程,物流中心需要智能地對包裹進行高效的分揀和運輸,這需要使用智能的AGV而不是傳統(tǒng)的人工和傳送帶來實現(xiàn)。由于物流分揀中心每天有成千上萬件包裹需要分揀和運輸,為了提升分揀效率,人們已經(jīng)開始研究在給定的時間內(nèi)多AGV運輸盡可能多的包裹。然而,當兩個或者多個AGV在相同時間通過相同區(qū)域時會造成死鎖和沖突。本文研究物流中心多AGV自動分揀無沖突和死鎖的路徑規(guī)劃及調(diào)度問題。針對實際場景的布局,本文的目標是使用盡可能少的AGV并且使得系統(tǒng)運行期間分揀吞吐量最大。為了解決物流中心多AGV無沖突和無死鎖路徑規(guī)劃的問題,本文主要完成了以下幾方面的工作:本文首先分析和總結(jié)了現(xiàn)有多AGV路徑規(guī)劃方法的優(yōu)缺點,并在現(xiàn)有多AGV路徑規(guī)劃的研究基礎(chǔ)上,對物流分揀中心場地布局的特征進行調(diào)研�；趫D論模型將場地布局抽象成無向圖,在無向圖的理論上本文對多AGV自動分揀系統(tǒng)路徑規(guī)劃問題做了詳細的描述。本文主要研究了以完工時間最小為目標函數(shù)的無沖突和無死鎖多AGV的路徑規(guī)劃,其中完工時間是指所有AGV完成一次傳送的最大時間。針對少量AGV無沖突路徑規(guī)劃的問題,本文提出了啟發(fā)式搜索算法和協(xié)調(diào)算法,AGV通過啟發(fā)式算法可以快速地估計最短路徑的方向。當多個AGV搜索路徑時會產(chǎn)生沖突,本文通過使用協(xié)調(diào)算法讓AGV等待和轉(zhuǎn)彎的策略來避免與其他AGV的路徑?jīng)_突。針對大量AGV和場景復(fù)雜的無沖突路徑規(guī)劃問題,本文首先提出候選路徑生成算法為每個AGV規(guī)劃出多條路徑,其次根據(jù)最優(yōu)路徑組合選擇算法選出一組路徑,此組路徑組合使得沖突和死鎖最少。然后本文將安排時間劃分為時間片對動態(tài)改變的AGV路徑構(gòu)造出一個面向資源的著色時間Petri網(wǎng)(CROTPN)模型,并基于該模型對各種沖突和死鎖進行了分析和求解,譬如節(jié)點沖突、圈、圈鏈、互動圈鏈和環(huán)等。通過時間片控制策略,各種沖突和死鎖都可以被有效的避免。本文使用CPNtools工具進行仿真實驗,實驗結(jié)果顯示基于CROTPN模型的方法可以實現(xiàn)使用更少的AGV完成更多的運輸任務(wù)。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP23;O221

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本文編號：2699736