當前,多AGV（Automated Guided Vehicle）智能倉庫成為了物流行業(yè)大力發(fā)展的對象,同時基于智能倉庫的AGV調(diào)度系統(tǒng)是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。本文對基于智能倉庫的AGV調(diào)度系統(tǒng)進行研究。首先,分析了基于智能倉庫的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,采用拓撲-柵格法建立倉庫環(huán)境的地圖模型,并分析了A*算法。針對多AGV路徑規(guī)劃問題,在拓撲-柵格地圖上加入時間維度構(gòu)建時空地圖模型,并提出了基于時空沖突約束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)點擴展過程,并考慮了拐彎代價。最后在MATLAB上進行實驗仿真,驗證了該方法能夠綜合考慮AGV的行駛時間、等待時間和拐彎時間,為多AGV規(guī)劃出無碰撞且時間花費最小的路徑。再次,根據(jù)智能倉庫中AGV的“單次多任務(wù)”作業(yè)模式,將任務(wù)調(diào)度問題分解為任務(wù)組合和派發(fā)問題。利用改進的蟻群算法對任務(wù)組合問題進行求解,并針對任務(wù)組的派發(fā)順序問題,提出了基于任務(wù)組優(yōu)先級的派發(fā)策略。最后在MATLAB上對任務(wù)調(diào)度算法進行了仿真,結(jié)果驗證了改進后算法能夠提升系統(tǒng)的整體效率... 

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

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：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，它采用多個離散的柵格表征真實環(huán)境。每一個柵格與真實地圖中一小塊區(qū)域?qū)?yīng)，并且每一柵格都有一個屬性值，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)建和維護的優(yōu)點，其對環(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。但同時隨著柵格數(shù)的增加，會使得存儲空間極速上升，計算機處理速度變慢，無法滿足實時性要求。柵格數(shù)太少又無法準確描述地圖位置信息。因此，綜合實際地圖環(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，為了綜合每種方法的優(yōu)點，越來越多人使用復(fù)合地圖。如采用幾何-拓撲混合地圖建模方法能夠在保證全局空間的連續(xù)性同時，兼顧局部空間的精確性。選擇環(huán)境地圖的構(gòu)建方法時，不能僅從地圖環(huán)境的角度來建模，而是要綜合考慮AGV的定位、路徑規(guī)劃以及應(yīng)用場合等多種因素。3.1.2AGV實際工作環(huán)境建模本文將柵格法與拓撲法相結(jié)合，首先利用柵格法對真實環(huán)境建模，構(gòu)建柵格地圖模型，然后在柵格地圖上進行拓撲法建模，將特殊柵格（表征取貨點、揀選臺等）拓撲為節(jié)點，其他柵格拓撲為保持節(jié)點連接線的邊，同時節(jié)點大小仍與柵格尺寸一致。如圖3.3所示，將智能倉庫看成一個二維平面，為其建立直角坐標系。該坐標系左下角為坐標原點(0,0)，橫向和縱向分別為X軸和Y軸。圓點表示特殊柵格拓撲后的節(jié)點，連接線表示普通路徑柵格拓撲后的邊。同時設(shè)定每個柵格的邊長為L，AGV的長、寬均小于L，倉庫中每條道路的寬也為L。柵格地圖X軸的坐標表示柵格的列,其最大值為maxX，Y軸的

第五章AGV調(diào)度系統(tǒng)軟件平臺與驗證595.2.4路徑規(guī)劃模塊路徑規(guī)劃模塊主要負責(zé)AGV的路徑規(guī)劃，當系統(tǒng)為AGV分配任務(wù)后，根據(jù)任務(wù)的起始點和目標點以及任務(wù)的優(yōu)先級為AGV規(guī)劃一條無碰撞最優(yōu)路徑，使得AGV執(zhí)行任務(wù)的成本最小化，進而降低系統(tǒng)的運輸成本，提高系統(tǒng)運行效率。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路徑規(guī)劃和手動路徑規(guī)劃。自動路徑規(guī)劃功能是路徑規(guī)劃模塊的核心模塊之一，其主要功能是對任務(wù)的起點和終點調(diào)用路徑規(guī)劃算法尋找一條最短路徑。自動路徑規(guī)劃是針對于任務(wù)隊列中的任務(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，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。在實際使用過程中，有時候用戶需要AGV沿著自己制定的路徑或者經(jīng)過自己指定的節(jié)點，這時自動路徑規(guī)劃便難以滿足用戶的需求。手動路徑規(guī)劃就是基于這個問題而開發(fā)的，用戶可以指定AGV、指定所要經(jīng)過的節(jié)點、指定路徑，來完成用戶所需求的搬運任務(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)控模塊負責(zé)對系統(tǒng)運行過程中的主要信息進行全局監(jiān)控，只有實時掌握系統(tǒng)的運行信息，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)啟動前，可以通過主監(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)控做準備。同時，可以通過主界面的右側(cè)的界面切換按鈕進入到“地圖設(shè)計界面”、“通信設(shè)置界面”、“任務(wù)調(diào)度界面”、“路徑規(guī)劃界面”，進一步了解系統(tǒng)中詳細的運行數(shù)據(jù)以及進行相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3416446