AGV系统路径规划及调度的研究与实现
发布时间：2021-05-24 10:34
随着工业4.0和智能制造2025等概念的提出和实施,自动导引车（Automated Guided Vehicle,AGV）在自动化工厂、智能化物流系统等领域得到了广泛的应用。AGV的大量应用提高了相关企业的劳动生产率、降低了人工成本并且改善了工人的工作环境,对企业的持续发展和保持较高的市场竞争力具有重要意义。中央控制系统是整个AGV系统的技术核心,不同的控制系统对AGV的调度策略也不相同,它的优劣直接决定了整个AGV系统运行效率的高低。基于以上分析,本文对多AGV系统的路径规划和调度策略进行了研究,为AGV中央控制系统的设计与实现提供了理论支撑。本文主要研究内容包括:首先,根据AGV系统的组成和工作原理,设计了AGV系统的整体架构,同时对该系统架构的各个子系统进行详细阐述,并对本文设计的多AGV系统的工作流程做了简要说明。然后,基于栅格法和拓扑建模法建立了AGV的运行地图模型,提出了一种改进遗传算法。该算法引入了分层法对种群的精英保留策略进行了改进,并在传统遗传算法的基础上,对交叉概率和变异概率进行动态调整,同时加入了转弯因素。在MATLAB平台进行了实验仿真测试和实例仿真测试,测试表...
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 AGV发展与应用概述
1.2.2 AGV路径规划研究现状
1.2.3 多AGV系统调度与优化研究现状
1.3 课题来源及研究内容
第二章 AGV系统总体方案设计
2.1 AGV系统整体架构设计
2.2 AGV车载控制系统
2.2.1 硬件组成
2.2.2 车载系统软件架构
2.3 无线通信系统设计
2.4 中央控制系统设计
2.4.1 中央控制系统功能模块
2.4.2 中央控制系统软件体系架构
2.5 AGV系统的工作流程
2.6 本章小结
第三章 单AGV路径规划研究
3.1 环境电子地图的建立
3.1.1 问题描述和环境地图建模
3.1.2 环境电子地图路径建立
3.2 AGV路径规划算法研究分析
3.3 改进遗传算法
3.3.1 改进遗传算法描述
3.3.2 改进遗传算法实现流程
3.4 MATLAB仿真实验结果
3.4.1 实验工作环境下仿真结果
3.4.2 实际工作环境下的测试结果
3.5 本章小结
第四章 多AGV系统路径规划与调度
4.1 多AGV系统调度问题
4.1.1 调度方式
4.1.2 冲突类型
4.2 多AGV系统调度算法
4.2.1 调度策略的研究分析
4.2.2 路径-时间模型
4.2.3 冲突解决策略
4.2.4 多AGV系统调度算法求解步骤
4.3 多AGV系统调度算法的应用
4.4 本章小结
第五章 中央控制系统软件设计与实现
5.1 中央控制系统软件开发工具
5.2 软件系统的总体架构设计
5.3 管理模块实现
5.3.1 用户管理模块
5.3.2 车辆管理模块
5.4 数据库功能模块
5.4.1 数据库的设计
5.4.2 数据库的实现
5.5 通信功能模块
5.6 任务管理模块
5.7 监控模块
5.8 本章小结
第六章 系统实验与分析
6.1 系统实验的软硬件环境
6.2 软件系统功能测试
6.3 本章小结
第七章 结论
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动态时间窗的泊车系统路径规划研究[J]. 朱龙彪,王辉,王景良,邵小江,朱志慧. 工程设计学报. 2017(04)
[2]Dijkstra算法在激光导引AGV调度系统中的应用[J]. 刘子薇,吴焱明,路程,王吉祥. 机械工程与自动化. 2017(02)
[3]基于改进遗传算法的自动导引小车路径规划及其实现平台[J]. 刘二辉,姚锡凡. 计算机集成制造系统. 2017(03)
[4]基于ARM的视觉导航AGV的设计与实现[J]. 张合贵,马家辰. 信息技术. 2016(07)
[5]AGV小车技术及其在汽车制造行业的应用[J]. 王军建,尚小辉. 汽车实用技术. 2016(05)
[6]自动化集装箱码头多载AGV调度问题研究[J]. 霍凯歌,张亚琦,胡志华. 大连理工大学学报. 2016(03)
[7]激光导引AGV车载控制系统结构及其实现[J]. 暴海宁,宋科,黎原,冯艳丽,赵永亮. 起重运输机械. 2016(05)
[8]基于改进遗传算法的移动机器人路径规划[J]. 张毅,代恩灿,罗元. 计算机测量与控制. 2016(01)
[9]适于双轮差速机器人运动的光滑A算法[J]. 姜道伟,袁亮. 机械设计与制造. 2016(01)
[10]我国智能工厂发展趋势分析[J]. 杨春立. 中国工业评论. 2016(01)
博士论文
[1]双向运动型视觉导引AGV关键技术研究及实现[D]. 喻俊.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]基于多AGV的智能仓储调度系统研发[D]. 邱歌.浙江大学 2017
[2]轮式机器人路径规划及任务调度算法研究与设计[D]. 张磊.华南理工大学 2016
[3]基于无线网络的AGV系统路径规划的研究[D]. 黄超.华东理工大学 2015
[4]AGV地面控制系统及路径规划策略的研究[D]. 苏霞.华南理工大学 2015
[5]适用于AGV的锂电池管理系统的设计与实现[D]. 刘谦.西南科技大学 2015
[6]基于智能体的多AGV自主控制系统研发[D]. 经建峰.南京航空航天大学 2014
[7]AGV自动运输系统调度及路径规划的研究[D]. 冯海双.哈尔滨工业大学 2013
[8]基于飞思卡尔单片机控制的光电导引式AGV的研制[D]. 叶波.重庆大学 2013
[9]自动化仓储系统AGV调度研究与实现[D]. 焦福明.山东大学 2013
[10]移动机器人监控系统的设计与实现[D]. 姜娟.华中科技大学 2010
本文编号：3204054
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 AGV发展与应用概述
1.2.2 AGV路径规划研究现状
1.2.3 多AGV系统调度与优化研究现状
1.3 课题来源及研究内容
第二章 AGV系统总体方案设计
2.1 AGV系统整体架构设计
2.2 AGV车载控制系统
2.2.1 硬件组成
2.2.2 车载系统软件架构
2.3 无线通信系统设计
2.4 中央控制系统设计
2.4.1 中央控制系统功能模块
2.4.2 中央控制系统软件体系架构
2.5 AGV系统的工作流程
2.6 本章小结
第三章 单AGV路径规划研究
3.1 环境电子地图的建立
3.1.1 问题描述和环境地图建模
3.1.2 环境电子地图路径建立
3.2 AGV路径规划算法研究分析
3.3 改进遗传算法
3.3.1 改进遗传算法描述
3.3.2 改进遗传算法实现流程
3.4 MATLAB仿真实验结果
3.4.1 实验工作环境下仿真结果
3.4.2 实际工作环境下的测试结果
3.5 本章小结
第四章 多AGV系统路径规划与调度
4.1 多AGV系统调度问题
4.1.1 调度方式
4.1.2 冲突类型
4.2 多AGV系统调度算法
4.2.1 调度策略的研究分析
4.2.2 路径-时间模型
4.2.3 冲突解决策略
4.2.4 多AGV系统调度算法求解步骤
4.3 多AGV系统调度算法的应用
4.4 本章小结
第五章 中央控制系统软件设计与实现
5.1 中央控制系统软件开发工具
5.2 软件系统的总体架构设计
5.3 管理模块实现
5.3.1 用户管理模块
5.3.2 车辆管理模块
5.4 数据库功能模块
5.4.1 数据库的设计
5.4.2 数据库的实现
5.5 通信功能模块
5.6 任务管理模块
5.7 监控模块
5.8 本章小结
第六章 系统实验与分析
6.1 系统实验的软硬件环境
6.2 软件系统功能测试
6.3 本章小结
第七章 结论
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动态时间窗的泊车系统路径规划研究[J]. 朱龙彪,王辉,王景良,邵小江,朱志慧. 工程设计学报. 2017(04)
[2]Dijkstra算法在激光导引AGV调度系统中的应用[J]. 刘子薇,吴焱明,路程,王吉祥. 机械工程与自动化. 2017(02)
[3]基于改进遗传算法的自动导引小车路径规划及其实现平台[J]. 刘二辉,姚锡凡. 计算机集成制造系统. 2017(03)
[4]基于ARM的视觉导航AGV的设计与实现[J]. 张合贵,马家辰. 信息技术. 2016(07)
[5]AGV小车技术及其在汽车制造行业的应用[J]. 王军建,尚小辉. 汽车实用技术. 2016(05)
[6]自动化集装箱码头多载AGV调度问题研究[J]. 霍凯歌,张亚琦,胡志华. 大连理工大学学报. 2016(03)
[7]激光导引AGV车载控制系统结构及其实现[J]. 暴海宁,宋科,黎原,冯艳丽,赵永亮. 起重运输机械. 2016(05)
[8]基于改进遗传算法的移动机器人路径规划[J]. 张毅,代恩灿,罗元. 计算机测量与控制. 2016(01)
[9]适于双轮差速机器人运动的光滑A算法[J]. 姜道伟,袁亮. 机械设计与制造. 2016(01)
[10]我国智能工厂发展趋势分析[J]. 杨春立. 中国工业评论. 2016(01)
博士论文
[1]双向运动型视觉导引AGV关键技术研究及实现[D]. 喻俊.南京航空航天大学 2012
硕士论文
[1]基于多AGV的智能仓储调度系统研发[D]. 邱歌.浙江大学 2017
[2]轮式机器人路径规划及任务调度算法研究与设计[D]. 张磊.华南理工大学 2016
[3]基于无线网络的AGV系统路径规划的研究[D]. 黄超.华东理工大学 2015
[4]AGV地面控制系统及路径规划策略的研究[D]. 苏霞.华南理工大学 2015
[5]适用于AGV的锂电池管理系统的设计与实现[D]. 刘谦.西南科技大学 2015
[6]基于智能体的多AGV自主控制系统研发[D]. 经建峰.南京航空航天大学 2014
[7]AGV自动运输系统调度及路径规划的研究[D]. 冯海双.哈尔滨工业大学 2013
[8]基于飞思卡尔单片机控制的光电导引式AGV的研制[D]. 叶波.重庆大学 2013
[9]自动化仓储系统AGV调度研究与实现[D]. 焦福明.山东大学 2013
[10]移动机器人监控系统的设计与实现[D]. 姜娟.华中科技大学 2010
本文编号：3204054
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