【摘 要】
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传统的工厂主要靠人力操作叉车完成不同工艺点之间玻璃的运输任务。使用多AGV系统能够通过服务器操控多辆小车并发完成这些工艺点之间的运输任务。对于多AGV系统而言,一套成熟稳定的多AGV调度分派平台是这一任务能否稳定高效执行的关键。调度平台在整个多AGV系统中扮演着完成路径规划并计算执行步骤、分配小车并全程控制小车、与监控人员进行交互的作用。本学位论文以某玻璃工厂的应用为背景,基于工厂中的运输需求,开
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传统的工厂主要靠人力操作叉车完成不同工艺点之间玻璃的运输任务。使用多AGV系统能够通过服务器操控多辆小车并发完成这些工艺点之间的运输任务。对于多AGV系统而言,一套成熟稳定的多AGV调度分派平台是这一任务能否稳定高效执行的关键。调度平台在整个多AGV系统中扮演着完成路径规划并计算执行步骤、分配小车并全程控制小车、与监控人员进行交互的作用。本学位论文以某玻璃工厂的应用为背景,基于工厂中的运输需求,开发了一整套多AGV的调度分派系统。在注册AGV小车后,能够自动根据不断提交的订单完成路径规划、调度、控制小车行进和交互的任务。本文主要工作如下:首先,根据玻璃工厂的运输场景,确定了多AGV系统的总体方案,包括地图构建方案与AGV端机械控制方案、导航方案,并建立相关的数据体系,将环境地图信息数据化。其次,基于工厂订单与AGV任务执行流程进行数学建模,基于模型与现有路径规划算法提出基于预计算图信息的算法降低单次规划是时间复杂度;对于多AGV路径规划容易产生冲突的问题提出路径时间窗队列来优化不同路径上的阻塞程度,降低冲突度;针对订单调度问题提出路径融合算法,将不同订单路径特征值相似的路径融合成一个订单执行,减小多余时间耗费。通过模拟订单实验验证算法可行性,通过多订单压力测试验证算法性能。然后,根据课题需求,设计出整套软件系统架构,包括服务端,客户端,下位机驱动。参考业内成熟软件架构构建多AGV平台的架构体系,将不同的模块独立开来,通过使用多种设计模式和容器使得AGV软件的不同模块之间解耦;客户端封装RMI框架与服务端通讯,通过贝塞尔曲线插值出地图曲线;下位机通过对ROS节点的调用完成对AGV导航模块、寻路模块的协调,通过TCP/IP与服务器多AGV平台进行通讯。最后,集成部署多AGV系统的各个模块,基于ROS的gazebo仿真环境对整体系统功能进行验证,测试多AGV系统在不同订单下的功能运行情况。
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