多AGV系统的路径规划与调度算法的研究

发布时间：2023-06-17 21:09

　　自动导向搬运车系统(AGVS)是自动化仓储系统的重要分支,其设计与研发符合物流系统智能化的发展要求。通过合理规划和调度,能够提升仓储系统的储存量、货物的周转率以及分拣准确率,降低物流成本。本文以AGVS调度为主要研究内容,通过优化任务分派策略,最大化单位时间内的货物吞吐量,进一步降低成本,提升分拣运输效率。主要研究内容如下:一、结合仓库环境特点,针对栅格法建模精度与内存的局限性,提出了融合通行方向信息的栅格地图构建法,并设计对应的地图信息存储结构,完成了电子地图的构建;针对单自动导引运输车(AGV)路径规划搜索速度的要求,结合仓库实际场景对A*和Dijkstra算法展开研究,通过试验分析,最终选用A*算法作为路径寻优基础算法。二、针对常规任务模式下负载与路径的资源浪费问题,设计了“单次多任务”的新型作业模式,并改进了粒子群算法,实现了批量组合策略下的任务组重构;同时针对任务组的执行顺序问题,提出了基于任务组优先级和时间窗的动态任务排序算法,进一步优化任务分配结果。面向随机派发的不均衡问题,建立了以剩余电量与AGV疲劳程度为评测指标的派发模型,降低了AGV的能耗问题引起的故障频率。三、针...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 AGV发展现状
        1.2.2 AGVS的任务调度研究现状
        1.2.3 AGVS的路径规划研究现状
    1.3 论文研究内容与组织结构
    1.4 小结
第二章 单AGV路径规划问题研究
    2.1 工作环境建模
        2.1.1 常用的环境建模方法分析
        2.1.2 AGV实际工作环境建模
        2.1.3 环境模型的数据存储
    2.2 单AGV路径规划算法
        2.2.1 Dijkstra算法
        2.2.2 A^*算法
        2.2.3 两种算法寻优性能比较
    2.3 小结
第三章 “多任务”模式AGVS任务调度策略研究
    3.1 引言
    3.2 任务分配问题分析
    3.3 任务组合分配策略
        3.3.1 任务组合问题建模
        3.3.2 混合粒子群算法
        3.3.3 仿真结果与分析
    3.4 任务派发策略研究
        3.4.1 任务派发问题描述
        3.4.2 常见的任务派发机制分析
        3.4.3 任务执行序列表的更新算法设计
        3.4.4 基于电池电量的任务派发策略研究
    3.5 基于任务实时插入的动态任务调度算法
    3.6 小结
第四章 AGVS路径规划问题研究
    4.1 AGVS路径规划算法设计
        4.1.1 AGVS路径规划问题分析
        4.1.2 AGVS特征下的改进A^*算法
        4.1.3 仿真实验分析
    4.2 静态AGVS路径规划算法研究
        4.2.1 时间窗数学模型
        4.2.2 典型场景时间计算
        4.2.3 时间窗平移算法与重规划策略
    4.3 动态AGVS路径规划算法研究
        4.3.1 在线冲突监测策略
        4.3.2 AGVS路径动态调整策略
    4.4 小结
第五章 AGVS控制软件开发与调度实验
    5.1 多AGV调度系统总构成
    5.2 系统功能模块介绍
        5.2.1 通信模块
        5.2.2 任务管理模块
        5.2.3 AGV管理模块
        5.2.4 可视化地图显示模块
    5.3 单AGV调度实验
        5.3.1 实验环境与实验平台
        5.3.2 单AGV系统功能测试
    5.4 AGVS调度实验
        5.4.1 实验设计
        5.4.2 “多任务”作业模式性能实验
        5.4.3 调度系统性能实验
        5.4.4 冲突处理性能实验
    5.5 小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所取得的科研成果



本文编号：3834143