AGV路径规划与调度系统研究

发布时间：2017-08-23 23:38

  本文关键词：AGV路径规划与调度系统研究

  更多相关文章： AGV 路径规划 调度 改进Dijkstra算法 运输管理系统

【摘要】：随着工厂生产自动化、信息集成化的发展,现代工业生产对物流系统提出了更高的要求。自动引导小车(AGV)是一种能够在给定路径和场景信息布局中,完成指定运输任务的自动化运输设备。AGV运输管理系统对AGV起着管理和调度作用,是AGV系统的重要部分。本文就是在所开发的AGV的基础上,结合各方面理论研究,对AGV运输管理系统进行研究和开发。本文的主要研究内容如下:本文首先对AGV路径规划技术进行研究,包括单AGV路径规划技术和多AGV路径规划技术。采用拓扑地图法对环境建立电子地图,对单AGV路径规划中的Dijkstra算法和A*算法做了理论研究,并结合实例对两种算法进行分析比较。在多AGV路径规划方面,对基于时间窗多AGV路径规划算法进行研究,通过实例对此算法进行验证。然后针对调度过程中可能出现的各种冲突问题,对调度策略进行研究,包括基于速度调节和基于几何路径调节的冲突解决策略。除此之外,本文在传统Dijkstra算法的基础上,提出了一种改进Dijkstra算法,即在路径规划中引入热度值和加权值,用于评估路径的繁忙程度,防止某段路径由于过于繁忙而造成堵塞问题的出现;在基于速度调节和基于几何路径调节两种冲突解决策略的基础上,提出了一种复合调节冲突解决策略,解决基于速度调节等待时间过长和基于几何路径调节可能陷入一个无法收敛的路径再规划问题。最后在上述理论研究的基础上,基于VC++开发了AGV运输管理系统,用于AGV的路径规划、监控和调度。为了验证上述理论研究的有效性和AGV运输管理系统的稳定性,本文第五章在所开发AGV的基础上,结合工厂实际运行环境,对单AGV和多AGV的运行进行了实验验证。实验结果表明本文所开发的AGV运输管理系统能够有效保证单AGV与多AGV的顺利运行,并能够解决运行过程中的冲突问题,满足本项目的要求。
【关键词】：AGV 路径规划 调度 改进Dijkstra算法 运输管理系统
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP23
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 课题来源11
• 1.3 AGV发展概述11-12
• 1.4 AGV关键技术研究现状及分析12-15
• 1.4.1 路径规划技术13-14
• 1.4.2 任务调度技术14-15
• 1.5 论文研究内容15-16
• 1.6 本章小结16-17
• 第二章 AGV路径规划研究17-38
• 2.1 引言17
• 2.2 AGV运行环境表达17-19
• 2.3 单AGV路径规划19-24
• 2.3.1 Dijkstra算法19-20
• 2.3.2 A*算法20-22
• 2.3.3 算法比较22-24
• 2.4 改进的Dijkstra算法24-28
• 2.4.1 算法描述24-26
• 2.4.2 算法应用实例分析26-28
• 2.5 基于时间窗的多AGV路径规划算法28-37
• 2.5.1 时间窗模型28-29
• 2.5.2 时间窗计算29-30
• 2.5.3 算法描述与执行流程30-32
• 2.5.4 算法应用实例分析32-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第三章 AGV调度策略研究38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 AGV系统调度模型38-39
• 3.3 AGV系统调度原则39-40
• 3.4 AGV系统调度策略40-41
• 3.4.1 离线任务调度策略40
• 3.4.2 在线任务调度策略40-41
• 3.5 AGV系统冲突类型41-43
• 3.6 AGV系统冲突调节策略43-46
• 3.6.1 基于速度调节的冲突解决策略43-44
• 3.6.2 基于几何路径调节的冲突解决策略44-45
• 3.6.3 基于速度和几何路径复合调节的冲突解决策略45-46
• 3.7 AGV系统冲突调节策略应用实例分析46-51
• 3.8 本章小结51-52
• 第四章 AGV运输管理系统软件设计52-75
• 4.1 引言52
• 4.2 AGV运输管理系统功能分析52-53
• 4.3 AGV运输管理系统软件开发环境与方法53-54
• 4.4 AGV运输管理系统数据库设计54-55
• 4.5 车辆管理模块设计55-59
• 4.5.1 车辆管理模块功能分析55-58
• 4.5.2 车辆管理模块软件结构58-59
• 4.6 任务管理模块设计59-64
• 4.6.1 任务管理模块功能分析59-62
• 4.6.2 任务管理模块软件结构62-64
• 4.7 通讯管理模块64-67
• 4.7.1 通讯管理模块功能分析64-65
• 4.7.2 通讯管理模块软件结构65-67
• 4.8 路径规划模块67-69
• 4.8.1 路径规划模块功能分析67-68
• 4.8.2 路径规划模块软件结构68-69
• 4.9 状态监控模块69-72
• 4.9.1 状态监控模块功能分析69-71
• 4.9.2 状态监控模块软件结构71-72
• 4.10 人机交互模块72-74
• 4.10.1 人机交互模块功能分析72-73
• 4.10.2 人机交互模块软件结构73-74
• 4.11 本章小结74-75
• 第五章 系统调试与实验75-96
• 5.1 引言75
• 5.2 实验环境与实验平台75-76
• 5.3 单AGV运行实验76-81
• 5.3.1 应用场景实验76-80
• 5.3.2 单AGV随机实验80-81
• 5.4 多AGV运行实验81-95
• 5.4.1 节点冲突实验81-86
• 5.4.2 赶超冲突实验86-90
• 5.4.3 相向冲突实验90-94
• 5.4.4 多AGV随机实验94-95
• 5.5 本章小结95-96
• 总结和展望96-98
• 参考文献98-102
• 附录102-116
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果116-117
• 致谢117-118
• 附件118

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本文编号：727969