典型物流场景下的AGV系统关键技术研究

发布时间：2023-03-30 02:07

　　随着新兴行业如电商、快递和医药等市场的高速发展,仓储物流领域中新的作业模式不断涌现。由于人力成本的持续上升,相关企业对自动导引车AGV系统在仓储物流领域的应用需求日益增长。物流中心内部的AGV系统典型作业场景包括仓内搬运和“货到人”拣选等。如何在较低成本下实现对AGV单机高精度的位姿控制和运行过程中的连续纠偏成为影响AGV系统在相关领域大规模应用的瓶颈问题。视觉导引AGV具有导引信息丰富、定位精度高、路径设置灵活和应用成本低等优势,是实现上述业务场景需求的解决方案之一。同时,在上述典型场景的大规模AGV系统中,均存在任务如何合理分配的共性问题,制约了系统的整体作业效率。因此,针对AGV系统在典型物流场景下单机控制和多机调度中的关键技术进行研究,具有重要的工程价值和科学意义。本文以典型物流场景下的AGV系统为研究对象,针对单机控制和多机调度中的关键问题,从单机路径跟踪控制,仓内搬运场景下的任务分配和“货到人”拣选场景下的任务分配三个方面开展了理论研究和仿真实验验证工作,主要工作和成果如下:1)针对典型场景下AGV系统单机路径跟踪控制中的高精度寻迹和位姿连续纠偏问题,使用视觉导引AGV做为...

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 AGV系统关键技术综述
        1.2.1 导航/导引方式
        1.2.2 单机控制和多机调度
    1.3 AGV系统单机控制和多机调度相关方法研究现状
        1.3.1 路径跟踪控制方法研究现状
        1.3.2 仓内搬运场景下的任务分配方法
        1.3.3 “货到人”拣选场景下的任务分配方法
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 视觉导引AGV单机路径跟踪控制方法研究
    2.1 引言
    2.2 AGV运动学模型
    2.3 模型预测控制算法
    2.4 分段预测控制算法
        2.4.1 偏差同步消除算法
        2.4.2 位姿状态分类
        2.4.3 三阶段转化策略
        2.4.4 完整控制方案
    2.5 仿真实验结果及分析
        2.5.1 仿真结果及分析
        2.5.2 实验验证
    2.6 本章小结
第三章 AGV系统在仓内搬运场景下的任务分配方法研究
    3.1 引言
    3.2 静态任务分配问题
        3.2.1 任务分配问题描述
        3.2.2 数学模型
        3.2.3 VRPTW问题综述
    3.3 进化分散搜索-粒子群优化算法
        3.3.1 进化分散搜索算法
        3.3.2 基于路径片段的离散粒子群优化算法
        3.3.3 整体算法工作流程
    3.4 启发式算法验证
        3.4.1 算法有效性测试
        3.4.2 算法参数设置
        3.4.3 与最佳结果比较
        3.4.4 与其他算法比较
    3.5 动态调度策略
        3.5.1 动态调度数学模型
        3.5.2 滚动时域方法
        3.5.3 仿真验证
    3.6 本章小结
第四章 AGV系统在“货到人”拣选场景下的任务分配方法研究
    4.1 引言
    4.2 拣选场景下的AGV系统
        4.2.1 RMFS系统介绍
        4.2.2 AGV行驶距离计算
    4.3 任务分配问题建模
        4.3.1 任务分配问题描述
        4.3.2 数学模型
        4.3.3 RCPSPTT问题综述
    4.4 基于优先级规则的启发式算法
        4.4.1 解的表示方式
        4.4.2 调度生成方案
        4.4.3 基于建筑块的交叉算子
        4.4.4 变异算子
        4.4.5 算法框架
    4.5 算法验证及仿真分析
        4.5.1 实例生成
        4.5.2 算法对比
        4.5.3 仿真分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要工作及创新点
    5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文



本文编号：3774963