1020030030黄冰冰-基于时效优先的AGV路径规划及其实时自定位技术研究.docVIP

PAGE PAGE 9 同济大学 硕士研究生学位论文选题报告 及论文工作计划 课题名称 基于时效优先的AGV路径规划及其实时自定位技术研究 学号 1020030030 研究生 黄冰冰 专业、年级 机械制造及其自动化10级 所在院、系 机械工程学院 导师 朱传敏 副教授 副导师 选题时间 2011 年 11 月 8日 同济大学研究生院 2011 年 11 月 8 日 一、立论依据 课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值 课题来源 与国内某研究所合作项目。 选题依据和背景情况 自动导航车(Automated Guided Vehicles,AGV)又名无人搬运车,出现于20世纪50年代，是一种自动化的无人驾驶的智能化搬运设备,属于移动式机器人系统,能够沿预先设定的路径行驶,是现代工业自动化物流系统如计算机集成制造系统(CIMS)中的关键设备之一。AGV 具有灵活性、智能化等显著特点,可以方便地重组系统,达到生产过程的柔性化运输。与传统的人工或半人工的物料输送方式相比,AGV系统减轻了劳动强度,降低了危险性,提高了生产效率,在各行各业均可发挥重要作用。 1954年，美国Barrett Electronics公司研制出来的感应制导式电瓶牵引车就是最早问世的自动导向小车。六十年代末、七十年初 AGVS(Automated Guided Vehicles System)在西欧许多国家得到了迅速发展，但应用领域仍局限于仓库内的物品运输。七十年代中，1974 年瑞典的 Volvo Kalmar 轿车装配工厂，采用多台 AGVS 组成了汽车装配线，从而将 AGVS 的应用扩展到工业生产领域。八十年代，美国General Motors开始在汽车生产中大量应用AGVS，从而推动了AGVS在世界各个领域的广泛应用。 在国外，地铁站、车站已广泛应用了AGV，AGV的使用即能解决运输货物混乱的情况，又可提高运输的能力。同时，AGV 应用于机械、 电子、纺织、造纸、卷烟、食品等行业，是建设无人化车间、自动化立体仓厍，实现仓储物流自动化管理的最佳选择。装配作业是 AGV 应用最广的地方，特别是汽车的装配作业。在西欧各国，用于汽车装配的 AGV 占整个AGV数量的 57％，德国用于汽车装配的AGV占整个AGV数量的64％。近年来，电子工业是AGV的新兴用户。由于生产的多品种、小批量的要求，AGV比传统的带式输送机具有更大的柔性。 在我国，AGVS发展开始于七十年代中期。八十年代后期至九十年代中期，国内一些科研机构开始对AGVS进行较为系统的开发研究，先后有北京机械工业自动化研究所、北京起重运输机械研究所、沈阳自动化研究所等科研机构进行了AGVS的技术开发，并使所研制出的AGVS投入了实际应用。例如，北京起重运输机械研究所研制出的轨道式AGVS应用于二汽高层立体仓库；北京机械工业自动化研究所研制出的地下埋线式AGVS应用于北京机床厂的生产车间；沈阳自动化研究所研制出的地下埋线式AGVS在沈阳金杯汽车公司、一汽集团的汽车生产线上得到了应用。此外，清华大学国家CIMS中心、云南红河、大连华录、春兰等公司分别引进了国外的AGVS用于研究开发或实际生产。九十年代后期至今，国内 AGVS 的研究重点转向不同引导方式的AGVS的开发。1999年，昆明船舶研究所研制出了激光导航AGVS，现已实现了批量生产。 到目前为止，绝大多数商业化 AGV 均采用电磁导航方式、磁导航方式和激光导航。 研究目的 (1) 开发一种经济性好、精度高、定位积累误差小的AGV自定位新技术。 (2) 采用基于时效的路径规划方法，降低企业运输环节的时间成本，提高企业效益。 (3) 开发界面友好、可靠性高的多车规划调度模拟软件，方便研究工作。 理论意义和实际应用价值 该命题的研究对国内AGV自定位技术和路径规划策略有较大的理论和实际意义。它将对AGV整个控制系统和路径规划问题行全面深入的分析并进行实际的搭建。 通过本课题的研究，可以用一种经济性好、精度高、积累误差小的AGV自定位新技术代替原有技术，不仅可以提高AGV的自定位精度，减少或消除积累误差并且可以为企业节约成本。 此外，基于时效的路径规划方法在理论上要考虑各个节点上的AGV停留时间，这意味着不仅要对节点间的路径加权，也要对节点本身加权，而且节点处的权值是有方向性的。这就意味着要设计一个新的数据结构来表达电子地图，并且要采用一个新的算法来进行路径规划，理论性较强。采用基于时效的路径规划方法后，时效作为小车路径规划的目标，最大限度地提高了AGVS的运输效率，从而提高企业的生产效率。 二、文献综述 国内外研究现状、发展动态；所阅文献的查阅范围及手段 国内外研究