AGV系统路径规划时间窗模型及算法

针对双向单车道的AGV(automated guided vehicle)系统作业场景,考虑到AGV车辆行驶过程中直线和弯道的速度差异,以最小运行代价和优先级相结合为任务生成策略,构建了避免冲突的AGV系统动态路径规划的时间窗模型及其算法流程,为运行总成本最小约束下智能物流和自动化仓储系统中多台AGV协同作业的动态路径规划问题提供了有效方法。经过案例验证,该算法能够有效规划系统中多台AGV协同作业的路径,使系统运行的成本最低,降低仓储系统运行的总成本。     

可重组制造系统中物流运输路径规划

在分析可重组制造系统物流布局的基础上,根据物流运输网络的空间分布特征,提出了一种动态的AGV(自动导引小车)路径规划方法.利用图论,构建了AGV路径规划的有向图网络模型,采用机床相对位置矩阵、距离矩阵以及阻塞系数来描述车间环境信息,通过系统的重组,有效缩短运输距离.针对物流运输动态路网的变化,把整个运输网络划分成不同的子路网,动态地优化变化附近运输节点所在的子路网,从而较迅速地得到最佳运输路径.仿真结果表明了该方法的有效性和快速性.     

考虑拥堵因素的自动化码头多AGV无冲突动态路径规划模型

针对自动化集装箱码头水平运输系统的调度优化,提出一种自动引导车(AGV)动态路径规划策略,即在多AGV系统路径生成的同时进行动态路径优化.从AGV运输作业时间角度,建立考虑拥堵的多AGV路径优化模型,优化AGV路径方案.为求解模型,设计了基于动态路径规划策略的多种群蚁群算法,并对模型与算法的有效性进行验证.结果表明:基于动态路径规划策略可以对路径规划过程进行动态控制与优化;同时,考虑拥堵因素可以有效地解决水平运输路网中的拥堵问题,提高运输作业效率.     

民用客机总装车间自动引导车任务分配及路径规划

为了实现自动引导车(AGV)在某民用客机总装车间的高效运作，提出AGV任务分配与路径规划两阶段求解方法，有效地解决了车间内AGV的多次往返配送调度问题.在任务分配阶段，提出基于行程的AGV任务分配模型，提高任务分配的效率；在路径规划阶段，采用时间窗算法，对AGV占用的地图资源进行时间窗的初始化、更新和排布，并针对由于避障和等待引起的物料送达时间无法满足的情况，设计了料包交换、优先级提前、预留时长放宽共3种递进的调整策略，实现AGV的无冲突路径规划.在数值实验中，两阶段方法应用于50、100、150个料包问题的平均求解时间分别为15.86、41.12、162.29 s,表明两阶段方法有效缓解了多行程AGV调度问题的复杂性，能在合理时间内实现民用客机总装车间AGV的调度优化，以适应民用客机年产量逐年快速递增的生产需求.     

基于机器人操作系统的室内运输自动导引车系统及其设计

针对当前室内运输自动导引车(AGV)导引技术存在灵活性差、开发成本高、路径维护烦琐等问题,设计并实现了一款基于开源机器人操作系统(robot operating system, ROS)的室内运输AGV系统。该系统包括硬件层和软件层两部分。在硬件层,综合考虑现实需求、性能、成本等因素后进行硬件选型,同时搭建了AGV底盘和单舵轮行走机构,为软件层提供了一个稳定、灵活的运行平台。软件层设计包括ROS规划端和网页人机交互端两部分。ROS规划端进行AGV地图构建、自主定位、路径规划、路径跟踪、自主导航五大功能模块设计;网页人机交互端实现远程人机交互功能。测试结果表明,基于ROS的室内运输AGV系统能够有效地完成室内自动化运输任务,且路径维护灵活简便,整个系统具有很强的可行性和实用价值。     

一个规划AGV行走方案的新算法

针对AGVS(自动导引小车系统)柔性问题的研究现状,提出了一个AGV行走方案规划的新算法,处理因生产任务临时调整而引起的AGV路线调整,给出了该方法可行性的严格证明。该算法在路线调整操作中简单易行便于实施。     

一种基于时间窗的自动导引车动态路径规划方法 

针对多自动引导车（Automatic Guided Vehicle,AGV）在柔性制造系统中的路径规划问题,提出一种基于时间窗的动态路径规划算法,能有效地避免车-车冲突、碰撞等问题,并且得到的路径是时间最优的.在备选路径上,通过时间窗的初始化、时间窗的更新、以及时间窗的排布,可以实现多辆车同时运行,相互之间不产生冲突碰撞.仿真实验和真车实验表明,该算法用在AGV路径规划上,能实现多车之间的无冲突、时间最优的路径规划功能.     

基于自动导引车辆的物流分拣系统交通控制策略

在离散网格环境下设计基于自动导引车辆(automatic guided vehicle,AGV)的物流分拣系统,基于中央控制器的集中控制策略,采用Label Correcting算法对AGV进行动态路径规划,基于交叉口不停留策略对系统内AGV进行交通控制.仿真实验结果表明:所提出的分拣系统能够适用于大规模的物流包裹分拣...     

基于混合遗传算法的柔性作业车间机器和AGV规划

为解决柔性作业车间多自动导引小车(AGV)配送的调度问题,以加工过程中AGV运送工件从毛坯库到成品库总时间最短为目标,提出基于时间表和A~*算法的混合遗传算法.提出两种方案分别解决AGV路径规划中的冲突碰撞问题和AGV在机器位置等待时的占用问题.将机器和AGV调度集成在划分好的任务单元中,设计了基于任务单元的染色体编码方式,改进了种群初始化方案,交叉变异算子和精英保留策略,在解码操作中根据时间表信息,使用A~*算法和冲突解决方案规划出每个任务单元中小车无碰撞和占用冲突的最佳路径.最后,算例对比验证了该算法的可行性和有效性.     

基于遗传算法的平面车库车辆路径规划

随着物流系统自动化、智能化水平的提高,AGV在物流系统的应用越来越普遍。AGV的导航是AGV的核心技术,而路径规划是AGV导航的重要环节之一。本文应用遗传算法求解单个AGV的路径规划问题,最后给出该算法实现的路径规划仿真和实验结果,实验结果证实了该方法的有效性。     

基于Stateflow的民机自动飞行工作模式切换

Stateflow是有限状态机原理的图形化实现,可以实现连续状态间的切换.民机的自动飞行系统在各个飞行阶段对应着几十种工作模式,正是一个有限状态机系统.文中基于Stateflow对各工作模式及其逻辑关系进行了建模,实现了工作模式模型对其对应的控制律的调用,并对制定的飞行任务进行了仿真.结果表明,民机自动飞行系统工作模式间的切换可以通过Stateflow较好地实现.     

自动导向车系统的规划设计

基于调度规则和交通管理方法对自动导向车系统（AGVS）工作状况的影响,提出一个数学模型,可方便地估算AGVS中所需配置的小车数量,通过模型还能直观地反映出不同因素对小车数量的影响趋势。AGVS可以有效地加快物流,便于实现物流信息的统计和管理,对于降低成本、缩短生产周期和加速资金周转有重要意义。     

军事融合式物流运输调度节点规划模型分析

为有效提高军事融合式物流运输效率,从物流运输节点入手,设计一种新的物流运输调度节点规划模型。首先确定各节点物流需求,以需求子集的形式进行数字化模拟操作,通过确定需求子集,排除当前物流的独立需要; 通过对应匹配集进行需求聚类简化,确认当前节点的优先性特征; 根据聚类结果,对当前未指定物流顺序的物流节点和不存在的物流约束点进行排序; 根据约束条件,确定最佳物流路径,实现物流运输调度节点规划。实验结果表明,应用该节点规划模型后,军事融合式物流冲突率降低超过20%,无阻路径长度差距为37%,证明该模型可以有效提高物流效率,应用优势较强。     

基于有限状态机的预期功能安全危害识别方法

针对自动驾驶系统危害与场景不可分割的特点,提出了一种基于有限状态机模型（FSM）的整车级预期功能安全危害识别方法。首先,明确危害事件组成要素;其次,将自动驾驶系统抽象为有限状态机模型以明确车辆状态和运行环境;最后,通过识别车辆状态与运行环境的冲突情况,系统性识别自动驾驶系统预期功能安全危害事件,减少对专家知识的依赖。为验证所提出方法的有效性,在某SAE L3级自动驾驶汽车上应用了该方法进行危害识别。结果表明,相较于系统理论过程分析（STPA）方法,有限状态机模型包含更加详细且系统化的环境信息,且由有限状态机模型直接输出危害事件要素,提高了危害识别的系统性。     

车间多载自动导引车绿色物流调度

随着现代制造业的飞速发展,企业在生产效率和生产能耗方面有越来越高的要求,智能生产车间的自动化程度逐渐提高。主要研究作业车间自动导引车(automated guided vehicle,AGV)的智能绿色物流调度问题。首先,建立以降低AGV能耗和最优AGV路径为目标的AGV物流调度优化模型;然后,提出一种以任务排序为约束的改进遗传粒子群算法;最后,以某针织车间的实际物流调度为例对文中方法进行验证。计算结果表明,文中提出的AGV物流调度模型能够较好地模拟AGV绿色调度耗能问题,提出的改进遗传粒子群算法具有较快的收敛速度和较好的寻优能力。     

基于软时间窗的自动化集装箱码头AGV路径规划

为研究只卸不装作业模式下的自动化集装箱码头AGV路径规划问题,建立了作业等待时间和AGV行驶时间最小的多目标混合整数规划模型。根据已分配的进口箱任务,考虑带有软时间窗和惩罚因子的约束,求解得到岸桥与箱区之间所有的可行路径、每台AGV完成任务的顺序以及AGV实际完成任务的行驶路径。为检验AGV作业路径的有效性,模拟每辆AGV通过路径节点的时刻,结果显示:系统中没有出现大量AGV排队和岸桥闲置的情况,表明AGV行驶路径的合理性、系统运量平衡和岸桥作业的连续性,提高了码头的作业效率。     

基于离散时空网络的多自动引导车路径规划问题

针对多AGV（automatic guided vehicle）在仓储物流搬运系统中的巷道拥堵问题,提出一种规避拥堵的系统优化策略,将产生的AGV拣货路径作为约束生成后续AGV运行轨迹。对仓库相邻节点赋予时间链接,构建时空网络地图,在此环境建立基于离散时空网络的考虑拥堵的路径优化模型,并设计了时空网络与SA(simulated annealing)相结合的全局优化算法ST-SA(space time simulated annealing) 以求解该模型,通过仿真实验对模型及算法的有效性进行验证。实验结果表明：系统优化策略可以对AGV路径规划过程进行控制与优化,ST-SA能够很快搜索到合理、高效的AGV拣货路径方案,缩短AGV在巷道的作业时间,避免了多AGV在智能仓储系统中的碰撞及拥堵。     

考虑任务偏序关系的AGV路径优化

考虑岸桥卸船作业环节中任务集装箱之间的偏序关系,针对AGV运输环节建立混合整数规划模型,并设计考虑偏序关系的遗传算法和禁忌搜索算法求解模型.实验部分包括遗传算法参数设置实验和两种启发式算法的性能对比实验.结果表明,考虑任务偏序关系的AGV运输调度占用更多的计算资源,但是经济成本上的增加并不明显;本文建立的模型在合理刻画问题的同时,可在较短时间内找到可行解,为码头路径优化问题建模提供了参考.     

基于视觉引导AGV的控制系统设计与实现

自动导引车(AGV)的主要作用是搬运货物等工作,其广泛地应用于制造业、物流等行业,是实现工业自动化、智能制造的重要研究课题.本文设计了一套以视觉传感器导引,STM32 F4系列芯片为控制器,利用AGV的坐标偏差值、前行方向的角度偏差值和二维码来实现循迹的AGV控制系统方案.并从AGV的引导路径信息设计、结合PID的巡线控制算法的设计、运动模型等方面进行详细分析,最后通过AGV运行、遇到障碍物、到达目的地等三个实验来验证实验效果,实验表明该方案的AGV系统能实现较好的循迹效果.     

移动机器人混合式全遍历覆盖路径规划算法

针对移动机器人在未知环境下的全遍历覆盖任务,将滚动规划与已知环境下的搜索策略相结合,设计了一种混合式的全遍历覆盖路径规划算法.对声纳传感器探测到的环境信息进行滚动规划,把未知区域转化为已知区域.在已知区域,采用有限状态机方式来组织全遍历覆盖路径规划算法,状态之间的转换通过二叉树搜索策略、目标栅格选取策略和两点法搜索策略来实现,并对算法进行仿真.结果表明,移动机器人能全遍历覆盖整个工作区域,重复率低,能有效提高工作效率.