面向制造车间柔性物流的AGV群控系统研制

发布时间：2020-05-04 22:33

【摘要】：随着国家生产力和智能化程度的提高,机器人开始朝着替代人类进行多种多样劳作的方向发展,包括制造领域、服务领域、军事领域、教育领域、工业领域、运输领域、医疗领域等,主要包括一些高重复性、高风险、高难度、极端环境下的复杂任务,甚至包括人类无法完成的任务。然而,一个机器人工作的能力和效率都是有限的,单机工作已经无法有效应对日益复杂的作业任务,无法应对社会快速发展的需求。因此,AGV群控系统已经成为越来越重要的研究方向,研制应用于制造车间柔性物流的AGV群控系统,使得AGV之间相互协作作业、避免碰撞,AGV本体能够自动避障、自动充电且不依赖固定路网,具有极其重要的意义。本论文主要研究应用于制造车间柔性物流的AGV群控系统,设计了一套基于时间窗算法的集中式AGV群控协调系统,旨在解决制造车间多AGV无导轨搬运作业的群控协调、任务分配以及路径规划问题。本论文主要在以下几个方面进行了研究:1、基于时间窗的AGV群控协调算法研究。基于固定路网的时间窗调度思想,提出了一种静态时间窗与动态调度相结合的AGV群控协调算法,该算法可实现多台AGV在无任何固定标志物和轨道的制造车间高效协同作业,避免了铺设路网和特定标志物的人力和物力开销,提高了制造车间运输的柔性。2、AGV群控系统的任务分配算法研究。目标函数采用最小化总行驶时间的在线任务调度方案,根据任务创建的时间对任务进行优先级区分,优先执行优先级高的任务。最后对比所有处于空闲状态AGV执行指定任务路径的长度,路径最短的AGV获取指定任务。3、AGV路径规划算法研究。全局路径规划采用基于最短路径的A*算法,局部路径规划采用优化后的动态窗口方法(Dynamic Window Approach,简称DWA),使得相向行驶的两台AGV出现冲突时,同时选择向右局部规划避免碰撞。局部靠右行驶方案再结合地图标注方案,进而可实现AGV多车道安全行驶的功能。4、设计AGV群控系统软件,并展开仿真实验。将群控协调模块、任务分配模块、路径规划模块、通讯协议模块等有机地组合起来,形成一个可用于仿真测试和真机测试的AGV群控协调系统,用于对系统的各个模块功能进行分析并给出实验结果。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242

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