基于多台AGV调度的物流分拣系统

发布时间：2021-03-12 20:42

电商行业的发展势不可挡,而物流又是该行业及其重要的部分,物流分拣的效率很大程度上影响着行业的发展速度。传统工业会逐渐被取代,跟不上行业的发展,机器人来代替人工,提高效率和准确性,降低成本是发展的必然趋势。AGV物流分拣系统用大量的移动机器人进行装载、搬运快递包裹,能够极大地提高工作效率。而物流分拣的自动化也是现在研究和应用的一大热门领域。随着“工业4.0”的发展,未来的物流分拣还会朝着智能化的方向发展,自动化分拣的应用前景也及其巨大。本文研究的是一个基于多台AGV调度的物流分拣系统,其中研究的最主要的内容就是多台AGV小车的路径规划问题。物流分拣系统需要在一定的约束条件下,在特定的工作环境中为AGV小车规划出付出代价值最小的无碰撞路径,且这条路径要是从起始点到目标点的最优或者接近最优的路径。传统的搜索A*算法适用于对AGV的一条轨迹进行规划,但是对于多台AGV的路径规划,如果只是利用A*算法将每台AGV小车的轨迹规划出来再简单的组合在一起,这样在约束较多的情况下会不可避免的发生碰撞。这就需要改进的A*算法同时对多台AGV小车进行轨迹规划。改进的A*算法用三维时空地图替换了原来的二维空间地图,原来的启发式A*算法被替换成合作A*算法,并且引入了预约表和改进的预约表,这些原理都能很好的避免碰撞的问题,是本课题解决多台AGV小车的路径规划和调度问题的理论基础。最后结合实际的AGV物流分拣的流程,建立虚拟的仓库地图,模拟AGV小车物流分拣的工作环境,对AGV小车的物流分拣的实际过程进行了模拟实验。以上的一台AGV的轨迹规划的模拟实验和多台AGV的轨迹规划的模拟实验,以及AGV物流分拣的模拟实验过程都是基于Visual Studio 2012开发平台和C#语言编写出的模拟实验平台。在编写的模拟实验平台上进行上述的一系列模拟实验,并总结实验结果与本文提出的理论进行对比和研究,都说明了以上理论的合理性和适用性,同时了说明了C#模拟实验平台的正确性。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP23

文章目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 自动化物流分拣的发展现状

1.2.1 国内自动物流分拣的发展现状

1.2.2 国外自动物流分拣的发展现状

1.2.3 AGV自动物流分拣的发展趋势

1.3 本文的主要研究内容

1.4 本章小结

第2章 AGV控制系统的设计

2.1 AGV小车的的运动分析

2.1.1 AGV运动状态分析

2.1.2 AGV的运动学模型

2.2 AGV系统总体构架设计

2.3 AGV硬件系统

2.3.1 Arduino控制模块

2.3.2 无线wifi通讯模块

2.3.3 电源模块

2.3.4 电机驱动模块

2.3.5 舵机模块

2.3.6 AGV小车实物模型

2.4 AGV控制系统开发环境

2.5 本章小结

第3章基于A*算法的路径规划

3.1 A*算法介绍

3.1.1 代价函数的特性分析

3.1.2 常见的启发函数

3.2 A*算法的的步骤和流程

3.2.1 A*算法的步骤

3.2.2 A*算法的流程

3.3 一台AGV的路径规划

3.3.1 二维空间地图里的轨迹

3.3.2 单个AGV小车轨迹规划的模拟实验

3.4 本章小结

第4章改进A*算法的路径规划

4.1 改进A*算法后的多台AGV路径规划

4.1.1 三维时空地图

4.1.2 合作A*算法

4.1.3 预约表

4.2 多台AGV路径规划的模拟实验

4.2.1 无轨迹重合的模拟仿真

4.2.2 有轨迹重合的模拟仿真

4.3 本章小结

第5章 AGV小车的调度

5.1 AGV物流分拣的流程

5.2 建立AGV物流分拣模型

5.3 结合任务的物流分拣模拟实验

5.3.1 AGV1的模拟实验

5.3.2 AGV2的模拟实验

5.3.3 AGV3的模拟实验

5.3.4 多台AGV的模拟实验

5.4 本章小结

第6章总结与展望

6.1 论文主要研究成果

6.2 工作分析与展望

参考文献

致谢

【参考文献】