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AGV路径规划与调度系统研究

刘维民  
【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。


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