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南京航空航天大学
硕士学位论文
AGV系统运行路径优化技术研究
姓名:贺丽娜
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:楼佩煌
2011-03
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着生产物流自动化程度的提高,自动导引车系统(AGVs)的应用也越来越广泛,并且
在一个系统中 AGV 的数量也在不断增加,AGV 系统路径规划与优化是 AGV 系统应用中需重
点研究的问题。AGV 系统路径规划主要包括单台 AGV 最优路径规划和多 AGV 协调、避碰问
题。
本文在国内外学者研究的基础上,对 AGV 系统路径规划及其协调避碰策略进行研究。本
文首先对单台 AGV 路径规划优化技术的研究,通过确立环境模型建立环境电子地图,采用基
于最短路径原则的 Dijkstra 算法,实现了单个 AGV 路径规划的优化。然后,针对柔性生产系统
中的多台 AGV 的无碰撞路径规划问题,结合预先规划算法和实时规划算法两种方法的优点,
提出了基于先验决策的 AGV 无碰撞路径规划方法。将 Dijkstra 算法和时间窗原理相结合,顺序
规划各个 AGV 的路径。在已规划 AGV 路径的基础上,运用基于 Dijkstra 的算法继续规划下一
AGV,实现 AGV 的无碰撞路径规划。在实际动态环境中,给出在线检测策略,通过基于时间
窗的无碰撞路径规划形成的 AGV 和节点的属性数组对动态环境下的运行状况监控。同时采用
和优先级相结合的交通规则法,保证无碰撞运行。给出在多 AGV 运行情况下的几种冲突的类
型,并针对冲突采用基于速度调节和几何路径调节相结合的解决策略。最后采用 VC++开发了
AGV 系统地面控制仿真系统平台,对 AGV 路径规划优化和协调策略进行了仿真验证,证明规
划算法和协调策略的有效性,为实际应用打下了技术基础。
最后对本文的研究成果进行了简要的总结,并对 AGV 系统运行路径规划优化技术的进一
步研究提出了展望。
关键词:自动导引车,路径规划,Dijkstra 算法,时间窗,优先级,协调策略
I
AGV 系统运行路径优化技术研究
Abstract
With the increasing automatic level of production logistics, automatic guided vehicles (AGVs)
have been widely employed in the factories and their quantity is increasing. Path planning of
multi-AGVs is the central problem, which includes single AGV path planning, coordination and
conflict-free of the multi-AGV system.
In this paper, AGV routing and its coordination and conflict-free strategy were investigated based
on domestic and foreign research works. Firstly, after the study of single AGV path planning method
and the establishment of electronic map from environment model, path planning and its optimization
of single AGV had been realized. Then, in order to realize the conflict-free plan of multi-AGVs in
flexible manufacturing system, a conflict-free path planning method based on performance-based
structural bined the respective advantages of pre-planning algorithm and real-time
planning algorithm was proposed. The Dijkstra algorithm and the time window principle were
combined, and every AGV path was scheduled sequentially.