物流机器人地面控制系统关键技术研究与实现

发布时间：2020-10-11 02:45

　　 物流机器人是现代物流行业中逐步取代人力的一种新兴自动化搬运工具,地面控制系统则是其之所以能够自动化的核心组件。本文旨在研究与实现物流机器人地面控制系统中的关键技术,主要从以下三个部分进行研究阐述,单机器人行为控制、多机器人集群控制以及任务间调度的实现方法。单机器人控制主要讲述两个关键技术,一是单机器人运行所需的地图设计及相应数据结构,通过逐步的抽象设计达到现实到抽象数据结构的实现;二是路径规划,使用一种基于贪婪策略的改进型Dijkstra算法来实现机器人点到点的路径规划功能。多机器人集群控制主要讲述三个关键技术,一是多机器人集群行动控制策略,使用排它锁机制来保证多个机器人在同一时间内不会发生碰撞;二是降低机器人交通等待时间策略,通过选择重叠度最低的路径来尽可能降低多个机器人出现在同一道路上的概率;三是死锁预防策略,通过强制性的闭环路径地图设计来降低发生死锁的概率。任务间调度主要讲述了两个关键技术,一是仓库区域调度,通过货位自动分级和货位自动调度来实现;二是订单合并,通过货物种类的合并实现了机器人运输效率的提高。最后论文分别通过仿真环境和生产环境给出了各个部分的相关测试数据说明了实现的实际效果。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP242
【部分图文】：

图 1-1 亚马逊自动化仓库（左）与亚马逊 Kiva机器人（右）图中可以看出，Kiva 机器人先行驶至货架的正下方，然后通过中间的机货架托起，再搬运至指定的地点，由此可见亚马逊 Kiva 机器人的主要工输仓库内部的货架，这部分工作内容能够将仓库内部工作任务中最繁重解放出来，让人类能够更专注于仓库中其它非体力劳动型任务。马逊 Kiva 仓库物流机器人系统也由此给行业带来了一个全新的“货到人式，完全颠覆了传统的“人找货”模式，由此进行简单的优劣分析[8]：点：．仓储运转效率高，因为机器人系统能够以非常快的速度告诉机器人货物人能够保证无差错的执行，提高仓储拣选效率；．节省仓储人力成本，因为机器人直接代替了仓储过程中最繁重的体力劳的人力资源可以进行更轻松的工作；

第二章 系统架构概述本章节主要概述了整体机器人系统的系统构成及整体流程，该大系统中的地统即为本论文的主要研究对象，并在本章节中对地面控制系统进行了详细的与流程描述。 整体系统概述.1 系统背景介绍1．仓库场地介绍仓库场地为类似如前文所示的亚马逊电商类仓库，占地五千至一万平方不等库，至少达到国家标准 GB/T 21072-2007 附录中一星标准仓库 [12]。2．机器人及配套货架介绍统配套的机器人为类叉车式机器人，长宽小于 1 米，高 2 米，载重 50 千克。种非常常见的 2米长，0.6 米款，2 米高的货架，货架不可移动。

图 2-2 机器人整体系统结构图仓库管理系统，一般情况下属于企业资源计划管理系统的一部分，主要负责管理仓库存放的物品以及仓库物品出入库调度，可独立运作也可配合其它平台如电商平台仓库管理系统在本论文讨论的范围内的主要工作任务是产生出入库调度订单任务，传统的仓库管理系统所产生的出入库调度订单任务是由人来执行，在本文中则这些任务交由机器人来执行。机器人个体，主要作用是代替人类进行体力劳动，也是出入口调度订单任务的实际执行者。在本论文中这些机器人个体被抽象为一类任务执行对象，只讨论任务的完成情况而无需对其具体工作流程及内容进行详细描述。这些机器人个体在本论文中定义为：一种无自主复杂行为控制的远程遥控机器人，只能感知自身的基本状态以及执行基本的机械动作。机器人地面控制系统，本论文的主要描述对象，在以上两者中起着承上启下的地位，主要作用是接收来自仓库管理系统的出入库调度订单任务，将这些任务分解成适
【参考文献】

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本文编号：2835938