電商行業(yè)的發(fā)展勢(shì)不可擋,而物流又是該行業(yè)及其重要的部分,物流分揀的效率很大程度上影響著行業(yè)的發(fā)展速度。傳統(tǒng)工業(yè)會(huì)逐漸被取代,跟不上行業(yè)的發(fā)展,機(jī)器人來(lái)代替人工,提高效率和準(zhǔn)確性,降低成本是發(fā)展的必然趨勢(shì)。AGV物流分揀系統(tǒng)用大量的移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行裝載、搬運(yùn)快遞包裹,能夠極大地提高工作效率。而物流分揀的自動(dòng)化也是現(xiàn)在研究和應(yīng)用的一大熱門領(lǐng)域。隨著“工業(yè)4.0”的發(fā)展,未來(lái)的物流分揀還會(huì)朝著智能化的方向發(fā)展,自動(dòng)化分揀的應(yīng)用前景也及其巨大。本文研究的是一個(gè)基于多臺(tái)AGV調(diào)度的物流分揀系統(tǒng),其中研究的最主要的內(nèi)容就是多臺(tái)AGV小車的路徑規(guī)劃問(wèn)題。物流分揀系統(tǒng)需要在一定的約束條件下,在特定的工作環(huán)境中為AGV小車規(guī)劃出付出代價(jià)值最小的無(wú)碰撞路徑,且這條路徑要是從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)或者接近最優(yōu)的路徑。傳統(tǒng)的搜索A*算法適用于對(duì)AGV的一條軌跡進(jìn)行規(guī)劃,但是對(duì)于多臺(tái)AGV的路徑規(guī)劃,如果只是利用A*算法將每臺(tái)AGV小車的軌跡規(guī)劃出來(lái)再簡(jiǎn)單的組合在一起,這樣在約束較多的情況下會(huì)不可避免的發(fā)生碰撞。這就需要改進(jìn)的A*算法同時(shí)對(duì)多臺(tái)AGV小車進(jìn)行軌跡規(guī)劃。改進(jìn)的A*算法用三維時(shí)空地圖替換了原來(lái)的二維空間地圖,原來(lái)的啟發(fā)式A*算法被替換成合作A*算法,并且引入了預(yù)約表和改進(jìn)的預(yù)約表,這些原理都能很好的避免碰撞的問(wèn)題,是本課題解決多臺(tái)AGV小車的路徑規(guī)劃和調(diào)度問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。最后結(jié)合實(shí)際的AGV物流分揀的流程,建立虛擬的倉(cāng)庫(kù)地圖,模擬AGV小車物流分揀的工作環(huán)境,對(duì)AGV小車的物流分揀的實(shí)際過(guò)程進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。以上的一臺(tái)AGV的軌跡規(guī)劃的模擬實(shí)驗(yàn)和多臺(tái)AGV的軌跡規(guī)劃的模擬實(shí)驗(yàn),以及AGV物流分揀的模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程都是基于Visual Studio 2012開(kāi)發(fā)平臺(tái)和C#語(yǔ)言編寫出的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在編寫的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行上述的一系列模擬實(shí)驗(yàn),并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本文提出的理論進(jìn)行對(duì)比和研究,都說(shuō)明了以上理論的合理性和適用性,同時(shí)了說(shuō)明了C#模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的正確性。
【學(xué)位授予單位】:深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TP23
文章目錄
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來(lái)源及研究的背景和意義
1.2 自動(dòng)化物流分揀的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)自動(dòng)物流分揀的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)外自動(dòng)物流分揀的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 AGV自動(dòng)物流分揀的發(fā)展趨勢(shì)
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第2章 AGV控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1 AGV小車的的運(yùn)動(dòng)分析
2.1.1 AGV運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析
2.1.2 AGV的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
2.2 AGV系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計(jì)
2.3 AGV硬件系統(tǒng)
2.3.1 Arduino控制模塊
2.3.2 無(wú)線wifi通訊模塊
2.3.3 電源模塊
2.3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
2.3.5 舵機(jī)模塊
2.3.6 AGV小車實(shí)物模型
2.4 AGV控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于A*算法的路徑規(guī)劃
3.1 A*算法介紹
3.1.1 代價(jià)函數(shù)的特性分析
3.1.2 常見(jiàn)的啟發(fā)函數(shù)
3.2 A*算法的的步驟和流程
3.2.1 A*算法的步驟
3.2.2 A*算法的流程
3.3 一臺(tái)AGV的路徑規(guī)劃
3.3.1 二維空間地圖里的軌跡
3.3.2 單個(gè)AGV小車軌跡規(guī)劃的模擬實(shí)驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
第4章 改進(jìn)A*算法的路徑規(guī)劃
4.1 改進(jìn)A*算法后的多臺(tái)AGV路徑規(guī)劃
4.1.1 三維時(shí)空地圖
4.1.2 合作A*算法
4.1.3 預(yù)約表
4.2 多臺(tái)AGV路徑規(guī)劃的模擬實(shí)驗(yàn)
4.2.1 無(wú)軌跡重合的模擬仿真
4.2.2 有軌跡重合的模擬仿真
4.3 本章小結(jié)
第5章 AGV小車的調(diào)度
5.1 AGV物流分揀的流程
5.2 建立AGV物流分揀模型
5.3 結(jié)合任務(wù)的物流分揀模擬實(shí)驗(yàn)
5.3.1 AGV1的模擬實(shí)驗(yàn)
5.3.2 AGV2的模擬實(shí)驗(yàn)
5.3.3 AGV3的模擬實(shí)驗(yàn)
5.3.4 多臺(tái)AGV的模擬實(shí)驗(yàn)
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 論文主要研究成果
6.2 工作分析與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):
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