發(fā)布時(shí)間：2021-06-13 14:30

　　當(dāng)前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)入了新時(shí)代,以網(wǎng)上購(gòu)物為代表的中國(guó)“新四大發(fā)明”讓我們的生活變得更加便捷舒適。傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)配送中心往往依靠人力進(jìn)行運(yùn)送和分揀貨物,任務(wù)時(shí)間長(zhǎng)、工作效率低,不能滿足高吞吐量的倉(cāng)儲(chǔ)需求。通過(guò)建立一種多移動(dòng)機(jī)器人的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng),可以大大提升整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)中心的工作效率,從而更加迅速的將商品送達(dá)到客戶手中。為了讓整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)能夠高效安全的運(yùn)行,移動(dòng)機(jī)器人在行駛期間必須不產(chǎn)生路徑?jīng)_突,因此多移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)調(diào)路徑規(guī)劃問(wèn)題是一個(gè)重要的研究方向。本文主要研究移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中多個(gè)機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)路徑規(guī)劃問(wèn)題。本文先從單機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題著手,找到在單機(jī)器人路徑規(guī)劃中比較好的方法,進(jìn)而將其應(yīng)用到多機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題中。針對(duì)多個(gè)移動(dòng)機(jī)器人路徑之間存在的沖突,本文采用一種雙層路徑規(guī)劃算法,在低層搜索中為每個(gè)機(jī)器人規(guī)劃出一條最優(yōu)行駛路徑,在高層搜索中解決機(jī)器人路徑之間的沖突,最后保證機(jī)器人能夠無(wú)沖突的到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。根據(jù)具體運(yùn)動(dòng)情況的不同,機(jī)器人的行駛方式也有所不同,本文將其分類為均勻行駛方式和非均勻行駛方式,其主要差異在于是否將時(shí)間劃分為單個(gè)時(shí)間步長(zhǎng),并且每個(gè)動(dòng)作是否是單步執(zhí)行的。本文分別在兩種機(jī)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

KIVA揀選系統(tǒng)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-兩到三倍。此外，該系統(tǒng)還消除了揀貨員在倉(cāng)庫(kù)中行走以及搜索物品的任務(wù)，極大地節(jié)省了時(shí)間。圖1-1KIVA揀選系統(tǒng)為了能夠讓移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)更加高效、準(zhǔn)確、安全的運(yùn)行，各個(gè)移動(dòng)機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)配合是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。只有讓多個(gè)移動(dòng)機(jī)器人在目的上具有一致性，才能保證系統(tǒng)能有序地完成各項(xiàng)任務(wù)，否則會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行效率的降低甚至癱瘓[4]。其中，多移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)調(diào)路徑規(guī)劃問(wèn)題是一個(gè)重要的研究方向，它是移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)成功的重要因素之一。多移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題是指，在已知環(huán)境中為多個(gè)移動(dòng)機(jī)器人找到從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的無(wú)碰撞的路徑。在完成各自任務(wù)的情況下，我們希望移動(dòng)機(jī)器人到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間最短、行駛路徑最優(yōu)。路徑規(guī)劃問(wèn)題不僅在機(jī)器人行業(yè)有深入研究，在計(jì)算機(jī)游戲[5]、無(wú)人機(jī)編隊(duì)[6]、自動(dòng)跨運(yùn)車等領(lǐng)域也有廣泛的探討與應(yīng)用。如圖1-2所示。在本文中，將重點(diǎn)討論移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題，通過(guò)多種路徑規(guī)劃方法的實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)，找到適用于移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的多機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，從而讓系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)健地運(yùn)行工作。移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)不僅在電子商務(wù)領(lǐng)域能發(fā)揮重要作用，在醫(yī)藥、煙草行業(yè)也具有廣泛應(yīng)用。這些行業(yè)的物流體系都具有商品種類多、規(guī)模孝多批次、需要快速處理的特點(diǎn)，因此該系統(tǒng)的功能正好能滿足這些行業(yè)的實(shí)際需求。這對(duì)于提高國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、加速我國(guó)智能制造技術(shù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。a)計(jì)算機(jī)游戲b)無(wú)人機(jī)編隊(duì)c)自動(dòng)跨運(yùn)車圖1-2路徑規(guī)劃問(wèn)題的應(yīng)用領(lǐng)域

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-7-第2章移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)及其路徑規(guī)劃問(wèn)題2.1移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)一般由如下幾個(gè)元素組成：（1）庫(kù)存區(qū)：在該區(qū)域中存放著一定數(shù)量的貨架；（2）取貨區(qū)：工作人員在此處取出貨架中的商品；（3）補(bǔ)貨區(qū)：工作人員在此處補(bǔ)充貨架中的商品；（4）若干貨架：每個(gè)貨架有好幾層，用來(lái)存放規(guī)定類別的商品；（5）若干移動(dòng)機(jī)器人：移動(dòng)機(jī)器人具有頂升結(jié)構(gòu)，有一定的承載能力，可以移動(dòng)到貨架下方并搬運(yùn)裝有商品的貨架到制定的位置。根據(jù)文獻(xiàn)[36]的描述，系統(tǒng)的基本運(yùn)營(yíng)要求是：從供應(yīng)商處接收庫(kù)存單元（StockKeepingUnits,SKU），存儲(chǔ)SKU；接收客戶的訂單，取出SKU并裝配它們以便裝運(yùn)；把已完成的訂單運(yùn)送給客戶。這樣的運(yùn)營(yíng)要求讓系統(tǒng)采用的方法是使用Pod（類似貨架的存儲(chǔ)單元）來(lái)存儲(chǔ)庫(kù)存單元，并通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人將這些Pod帶到補(bǔ)貨站和揀貨站以完成相應(yīng)的操作，因?yàn)樗鼈冊(cè)谏唐返拇嫒牒吞崛〗灰字惺潜匦璧�。如圖2-1所示，Pod位于庫(kù)存中心布局中央的存儲(chǔ)區(qū)域。機(jī)器人通過(guò)尋跡航點(diǎn)或者二維碼來(lái)把Pod運(yùn)送到左側(cè)的補(bǔ)貨站，在那里新的物品將被存入到Pod中。之后，Pod被運(yùn)回存儲(chǔ)區(qū)域。在右側(cè)的訂單揀選站會(huì)執(zhí)行相似的操作，物品將會(huì)被揀選出來(lái)從而完成訂單任務(wù)。移動(dòng)機(jī)器人通過(guò)航點(diǎn)進(jìn)行引導(dǎo)，航點(diǎn)通常通過(guò)類似于網(wǎng)格的圖形連接，但也不限于此。圖2-1移動(dòng)機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]智能倉(cāng)庫(kù)中的多機(jī)器人協(xié)同路徑規(guī)劃方法[J]. 張丹露,孫小勇,傅順,鄭彬.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2018(02)
[2]基于粒子群優(yōu)化算法的移動(dòng)機(jī)器人全局路徑規(guī)劃[J]. 孫波,陳衛(wèi)東,席裕庚.  控制與決策. 2005(09)
[3]動(dòng)態(tài)環(huán)境下多移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的一種新方法[J]. 薄喜柱,洪炳熔.  機(jī)器人. 2001(05)

博士論文
[1]多機(jī)器人系統(tǒng)任務(wù)分配及編隊(duì)控制研究[D]. 柳林.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D]. 許亞.山東大學(xué) 2013
[2]多移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃避碰和協(xié)調(diào)研究[D]. 李靜.上海交通大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3227710