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计算机集成制造系统 2022年第4期28卷 979-989页

作者：武星翟晶晶肖海宁胡亚楼佩煌南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 盐城工学院机械工程学院江苏盐城224051

多载量自动导引车(AGV)具有更高的单车运输能力和更强的配送作业柔性,然而其长度不断变化的特点也加大了交通管控的难度。为保证生产线多种物料准时配送,研究了多载量AGV系统的交通管控问题。首先分析了与单载量AGV差异较大的两种运动冲... 详细信息

多载量自动导引车(AGV)具有更高的单车运输能力和更强的配送作业柔性,然而其长度不断变化的特点也加大了交通管控的难度。为保证生产线多种物料准时配送,研究了多载量AGV系统的交通管控问题。首先分析了与单载量AGV差异较大的两种运动冲突:针对多载量AGV变长特性,设计了一种变长度AGV路径空间冲突避免方法;针对交叉路口冲突,考虑到多载量AGV变长特性对阻塞环路死锁的影响,提出一种带防死锁策略的交叉路口通行顺序优化方法。根据AGV紧迫度和交通负荷均衡度构建了综合竞标价模型,并对获标AGV即将进入的目标路径段的阻塞环路进行死锁预测与避免。仿真实验结果表明,所提方法可保证任务紧迫度高的AGV优先通过,降低路口相关路径段的交通拥堵,并避免高密度AGV系统的环路死锁,从而提高生产线物料配送的任务准时率。

关键词：自动导引车交通管控通行控制防死锁避碰

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多载量自动导引车系统防死锁任务调度方法

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计算机集成制造系统 2022年第11期28卷 3325-3339页

作者：肖海宁楼佩煌武星翟晶晶胡亚赵斌盐城工学院机械工程学院江苏盐城224051 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

针对车辆装配制造应用环境中的辅料配送多载量自动导引车系统(AGVS)任务调度问题,建立了以最小化任务配送路程和最大化待料停产剩余时间为综合优化目标的任务调度数学模型,提出于基于改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的防... 详细信息

针对车辆装配制造应用环境中的辅料配送多载量自动导引车系统(AGVS)任务调度问题,建立了以最小化任务配送路程和最大化待料停产剩余时间为综合优化目标的任务调度数学模型,提出于基于改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的防死锁任务调度方法。首先,构建了多个用于产生优质个体的启发式规则,以提升NSGA-Ⅱ初始种群的质量;设计了结合前瞻性预测机制和防死锁策略的个体解码决策流程,以决策出满足所有约束条件的防死锁任务调度方案;然后,为了加速非支配前沿向更优方向收敛,设计了带精英保留策略与邻域搜索的种群进化机制;最后,通过仿真实验对所提方法进行了验证。仿真结果表明:与其他方法相比,所提出的防死锁任务调度方法,能够以较低的任务执行时间获得更高的内饰装配线产能。

关键词：多载量自动导引车系统任务调度方法带精英策略的非支配排序遗传算法防死锁邻域搜索

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自动化码头AGV路径规划与防死锁应用研究

自动化码头AGV路径规划与防死锁应用研究

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作者：冯聪中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

目前,随着全球贸易的日益增加,码头作为物流中枢承担着更多、更重要的角色,因此,加速全自动化码头的建设对于贸易往来量、降低人力成本、提高企业效益具有非常重要的意义。在码头物流运输中AGV（Automated Guided Vehicle,自动导航小车... 详细信息

目前,随着全球贸易的日益增加,码头作为物流中枢承担着更多、更重要的角色,因此,加速全自动化码头的建设对于贸易往来量、降低人力成本、提高企业效益具有非常重要的意义。在码头物流运输中AGV（Automated Guided Vehicle,自动导航小车）负责将集装箱由指定位置运载到相应目的地,完成指定任务,所以AGV的路径规划以及防死锁问题是整个运输系统的重要部分。本文结合相关理论基础,对AGV运行过程中的路径规划以及防死锁进行研究。本文主要工作如下:首先,根据作业环境建立电子地图,针对获取单AGV最短路径的规划问题分别研究了Dijkstra算法以及A*算法两种获取最短路径的经典算法。通过分析两种算法的搜索路径的原理以及模拟生成的路径,对比得到在同时都能获取得到最短路径的情况下,Dijkstra获取的路径具有较少的拐点,从而能够降低AGV运行时间和功耗,提高运输效率。因此单AGV路径规划采用Dijkstra算法。其次,针对AGV运行时可能会遇到的死锁问题,利用Petri网算法进行防死锁研究,该算法属于区域控制算法,首先在某一场景下模拟AGV运行路径,并对该系统建立Petri网模型,然后,设计算法流程控制算法,利用Petri网控制算法进行防死锁的模拟实现,根据程序运行结果验证该防死锁算法的可行性。然后,又进行栅格法防死锁的研究,因为Petri网算法前置条件是要求一辆AGV占用一段路径,所以AGV运行效率是很低的。在栅格法中,假定一辆AGV可以占用多个栅格,采用预留图表的方法,根据构造的先后关系集合判断其是否出现死锁状态。通过模拟AGV运行,进行阻塞时间和AGV运行速度的数据对比,得出栅格法防死锁更适合应用到码头AGV防死锁的具体场景中。最后,根据某港码头现场环境、作业要求,在Visual Studio 2010编译器下利用C++编译语言进行设备控制系统软件的开发,主要功能为实现AGV运行作业界面、数据可视化。通过与实际工业环境数据进行联合调试,使得该设备控制系统适用于码头作业环境,有利于提高码头作业效率。

关键词： AGV 路径规划防死锁 Petri网栅格法设备控制系统

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基于改进智能算法的机器人路径规划

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2023年第4期47卷 629-633页

作者：姜子棋闫帅周航薛钰婷蔡方儿南京航空航天大学民航学院南京211106 北京计算机技术及应用研究所北京100854

文中提出一种改进蚁群算法求解路径规划问题.建立路径距离与转弯总角度的多目标函数,提高规划路径的平滑性和安全性.设计改进启发函数,引入障碍排除机制,提高优质节点的启发性.考虑优质孙节点与目标点距离,提高蚁群算法的全局搜索能力.... 详细信息

文中提出一种改进蚁群算法求解路径规划问题.建立路径距离与转弯总角度的多目标函数,提高规划路径的平滑性和安全性.设计改进启发函数,引入障碍排除机制,提高优质节点的启发性.考虑优质孙节点与目标点距离,提高蚁群算法的全局搜索能力.引入防死锁机制,并记录临时不可选点,避免蚂蚁重复陷入障碍包围.采用改进节点信息素更新规则,提高算法的运行效率.通过不同密度随机障碍实验,证明提出改进蚁群算法的正确性和优越性.结果表明:对比蚁群算法,改进算法在路径长度、转弯总角度上分别提高11.14%和54.26%.

关键词：障碍排除防死锁目标距离节点信息素蚁群算法

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