利用移動(dòng)機(jī)器人代替醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入醫(yī)院病房、手術(shù)室等區(qū)域完成物品配送工作,既能避免醫(yī)護(hù)人員交叉感染的危險(xiǎn),又能夠在一定程度上減輕醫(yī)護(hù)人員繁重的工作負(fù)擔(dān)。特別是2020年初新型冠狀肺炎疫情蔓延之后,全國(guó)乃至世界對(duì)醫(yī)用配送機(jī)器人的需求愈發(fā)迫切。對(duì)于醫(yī)院繁重的任務(wù)需求,單輛機(jī)器人無(wú)法完成所有的配送任務(wù),因此通常需要多輛機(jī)器人協(xié)助工作。如何合理地將任務(wù)分配給移動(dòng)機(jī)器人、規(guī)劃配送路線、提升服務(wù)效率,是醫(yī)用配送機(jī)器人研究的重要技術(shù)之一。本文根據(jù)當(dāng)前多醫(yī)用配送機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)不夠成熟的技術(shù)難點(diǎn)入手,通過(guò)對(duì)醫(yī)院環(huán)境進(jìn)行實(shí)地調(diào)研及醫(yī)護(hù)人員日常工作內(nèi)容分析,從多配送機(jī)器人系統(tǒng)任務(wù)分配、路徑規(guī)劃、碰撞避免三方面開展研究,提出了更加符合實(shí)際需求的軌跡規(guī)劃方法,具體內(nèi)容如下:(1)機(jī)器人工作環(huán)境建模方法研究:根據(jù)機(jī)器人所處的工作環(huán)境以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),選用Petri網(wǎng)對(duì)工作環(huán)境建模,并結(jié)合Petri網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特性提出一種通用性的環(huán)境建模方法,為后續(xù)的研究工作奠定了基礎(chǔ)。(2)靜態(tài)環(huán)境下帶時(shí)間窗的多機(jī)器人全局協(xié)同路徑規(guī)劃方法研究:針對(duì)環(huán)境信息確定的靜態(tài)工作環(huán)境,提出了一種整數(shù)線性規(guī)劃方法從全局規(guī)劃的層面求解多機(jī)器人...

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
縮略語(yǔ)對(duì)照表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 機(jī)器人相關(guān)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 移動(dòng)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 醫(yī)用配送機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 移動(dòng)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 多機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同工作國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容及安排
2 多醫(yī)用配送機(jī)器人系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)
    2.1 單醫(yī)用配送機(jī)器人總體框架設(shè)計(jì)
    2.2 多醫(yī)用配送機(jī)器人控制系統(tǒng)總體架構(gòu)
        2.2.1 多醫(yī)用配送機(jī)器人系統(tǒng)特點(diǎn)
        2.2.2 多醫(yī)用配送機(jī)器人系統(tǒng)總體架構(gòu)
        2.2.3 多醫(yī)用配送機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同路徑規(guī)劃問(wèn)題
    2.3 本章小結(jié)
3 配送機(jī)器人工作環(huán)境的模型建立
    3.1 機(jī)器人工作環(huán)境常用建模方法
    3.2 Petri網(wǎng)基本知識(shí)
        3.2.1 Petri網(wǎng)建模規(guī)則
        3.2.2 Petri網(wǎng)的基本定義
        3.2.3 Petri網(wǎng)性質(zhì)
        3.2.4 Petri網(wǎng)的常用分析方法
    3.3 基于Petri網(wǎng)的機(jī)器人工作環(huán)境建模
    3.4 本章小結(jié)
4 靜態(tài)環(huán)境下帶時(shí)間窗約束的多配送機(jī)器人路徑規(guī)劃及沖撞避免策略
    4.1 帶時(shí)間窗路徑規(guī)劃問(wèn)題描述
        4.1.1 問(wèn)題描述
        4.1.2 配送任務(wù)描述
    4.2 數(shù)學(xué)模型建立
        4.2.1 基本假設(shè)
        4.2.2 參變量定義
        4.2.3 數(shù)學(xué)模型建立
    4.3 基于Petri網(wǎng)的多機(jī)器人任務(wù)調(diào)度及路徑規(guī)劃算法
        4.3.1 軌跡約束的轉(zhuǎn)化
        4.3.2 時(shí)間窗及容量約束的提出
        4.3.3 整數(shù)線性規(guī)劃模型的提出
    4.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.5 基于Petri網(wǎng)的沖撞避免控制
        4.5.1 沖撞產(chǎn)生情況描述
        4.5.2 基于GMEC的沖撞避免策略設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
5 動(dòng)態(tài)環(huán)境下多配送機(jī)器人實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃及沖撞避免策略
    5.1 問(wèn)題描述
    5.2 基于滾動(dòng)時(shí)域的實(shí)時(shí)在線路徑規(guī)劃策略
        5.2.1 時(shí)間沖突產(chǎn)生原因
        5.2.2 相關(guān)參數(shù)設(shè)定
        5.2.3 實(shí)時(shí)在線路徑規(guī)劃策略
    5.3 實(shí)時(shí)沖突避免策略
    5.4 動(dòng)態(tài)環(huán)境下實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃策略
    5.5 本章小結(jié)
6 針對(duì)某醫(yī)院的多配送機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同路徑規(guī)劃方法驗(yàn)證
    6.1 醫(yī)院環(huán)境描述及建模
        6.1.1 醫(yī)院環(huán)境概述
        6.1.2 基于Petri網(wǎng)的醫(yī)院環(huán)境建模
    6.2 醫(yī)院環(huán)境特點(diǎn)以及日常任務(wù)流程
        6.2.1 醫(yī)院環(huán)境動(dòng)態(tài)特點(diǎn)
        6.2.2 日常配送任務(wù)流程
    6.3 仿真實(shí)驗(yàn)
        6.3.1 仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置
        6.3.2 仿真結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 研究總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附錄A: 靜態(tài)環(huán)境多機(jī)協(xié)同路徑規(guī)劃方法仿真MATLAB程序
附錄B: 醫(yī)院環(huán)境多機(jī)協(xié)同路徑規(guī)劃方法仿真MATLAB程序



本文編號(hào)：3857730