仓储物流机器人多启发蚁群路径规划与避障

作     者：刘元华 李超群 郭乙运 

作者机构：青岛黄海学院国际商学院 青岛海纳电气自动化系统有限公司 青岛港国际股份有限公司 中国海洋大学信息科学与工程学院 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年

学科分类：12[管理学] 02[经济学] 08[工学] 0202[经济学-应用经济学] 1202[管理学-工商管理] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 020205[经济学-产业经济学] 080202[工学-机械电子工程] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(62072260) 青岛市自主创新重大专项(20322hy,211216zhz) 黄海学院重点科研项目(2020RW02) 

主　　题：仓储物流 机器人路径 多启发蚁群算法 滚动窗口 动态栅格模型 

摘      要：为了实现仓储物流机器人在动态环境下高效安全工作，提出了基于多启发蚁群算法的全局路径规划方法和基于滚动窗口的避障策略。针对仓储物流环境中的障碍物特点进行了分析和分类，建立了环境的动态栅格模型。为了提高蚁群算法初期搜索效率，给出了信息素的梯度分布初始化方法；同时引入距离启发因子和平滑启发因子，提出了多启发因群算法，并用于全局路径规划。根据机器人和工作人员不同的行为特点，制定了基于滚动窗口理论的动态避障策略。经验证，与传统蚁群算法比，多启发蚁群算法规划的路径长度更短、拐点更少、收敛更快；在仓储物流动态环境下，滚动窗口避障策略能够保证机器人沿较优路径安全行驶，证明了避障策略的可行性。