仓储机器人系统多机协作规划问题研究

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1、西南科技大学工程硕士学位论文仓储机器人系统多机协作规划问题研究作者姓名蒋纬洋所在学院信息工程学院专业/领域控制工程学校导师张华教授校外导师鲜开义工程师论文完成日期2016年5月30日ClassifiedIndex:TP391.4U.D.C:621.3SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchofMulti-RoboticsCooperationBesedWarehouseGrade:2013Candidate:JiangWeiyangAcademicDegreeAppliedfor:Master

2、Speciality:ControlEngineeringSupervisor:Pref.ZhangHuaApril14th,2016西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要仓储多机器人系统作为智能化仓储的重要部分，包含了多机任务分配、路径规划和拥堵协调等技术，随着机器人数量增加，系统的抗拥堵能力受到挑战。本文针对多机器人系统中的任务分配、路径规划、路径拥堵等问题，模拟典型二维空间仓储机器人控制的主要流程和方法，系统性的仿真实现多机器人的协作规划问题。首先选择集中式的多机器人控制体系结构，针对任务分配提出一种基于状态表的市场机制任务分配方法，综合考虑了任务分配中各种因素的影响力度，保证

3、机器人具备一定的任务协调能力；引入三维时空地图解决二维地图中路径冲突问题，并改进A*算法，使机器人路径搜索具备方向性，提升了A*算法的时间和空间利用效率；在系统出现紊乱的情况下，机器人可能受到外力干扰，需要靠自身存储的环境信息与动力系统到达目标点，本文提出了目标可达性分析法，实时判断机器人是否可到达目标点。课题通过开发抽象的二维仓储多机协作平台，综合测试多机器人系统的抗拥堵性能，并验证了系统临时增加任务的可行性，应用上述方法使系统并行运行的机器人数量得到提升。关键词：多机器人系统智能仓储任务分配路径规划A*算法西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAsanimporta

4、ntpartofIntelligentwarehouselogistics,multi-robotsystemcontainsmulti-agenttaskallocation,pathplanningandpathconflictofmulti-robot.Withtheincreasingnumberofrobots,thesystem'sabilitytoresistthecongestionisbeingchallenged.Inthispaper,takingtheproblemsoftaskallocation,andpathconflicts,theresimulated

5、theprocessandthemainmethodofthemulti-agentsysteminwarehousing.Itselectedthecentralizedmulti-robotcontrolsystemstructureatfirst.Inviewofthetaskallocationinthispaper,consideringtheinfluenceofvariousfactorsinthetaskassignment,amarketmechanismfortaskallocationmethodbasedstatetablewasproposedwhichmak

6、esuretherobothaveacertaintaskcoordination.ItstudiedtheA*algorithmbasedthethreedimensionsofspaceandtime,throughaddingdirectionalconstraintstoheuristicrulestoenhancetheefficiencyofalgorithm.Inthecaseofthedisorderofthesystem,therobotmaybeinterferedbyexternalforce.Thereputforwardsamethodoffeasiblean

7、alysisforglobalpathplanning.Wedevelopedamulti-agentsimulationplatformwhichwasbasedontwodimensionalspace.Takeacomprehensivetestmulti-robotsystemperformance,usingtheabovemethodstomakenumberofrobotswhichruninparallelgetpromoted