基于视觉标签的AGV路径规划算法研究

随着 计 算机 科 学 和 自 动 化 技 术 的 日 益 发 展进 步， 柔 性 制 造 系 统 越 来 越 多 地 被 应 用 到企 业 生 产 实 践 中。 Ａ ＧＶ（ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｅ ｄＧ ｕ ｉ ｄ ｅ ｄＶ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ，自 动 导 引 车） 作 为 柔 性 制 造 系 统中 不 可 或 缺 的 自 动 化 智 能 运 输 工 具， 在 配 合 工 厂 生 产 和 运 输 物 料 方 面 起 到 举 足 轻 重 的 作用。 ＡＧＶ不但能 够 减少 人 为干 涉 ， 提 高 运 输 效 率， 并 且 节 省 运 输 成 本 ，易 于 扩 展， 对提 升 企 业 的 核 心 竞 争 力 有 着 十 分 重 要 的 现 实 意 义。路 径 规 划 问 题 是 Ａ ＧＶ 系 统 在 实 际 应用 中 不 可 避 免 的 重 要 问 题， 本文 结 合 当 代 企 业 的 实 际 物 流 运 输 需 求， 对 Ａ Ｇ Ｖ 路 径 规划算 法 进 行 分 析 研 究，结 合 相 关 算 法，设 计 开 发 了一 套 基 于 视觉 标 签 的 多ＡＧ Ｖ 路 径规划系 统 。首 先， 论 文 介 绍 Ａ Ｇ Ｖ 路 径 规 划 系 统 的 整体 框 架， 将 整 个 系 统 分 为 主 控 台 软 件 和 Ａ Ｇ Ｖ硬 件 系 统， 两 者 通 过 无 线 局 域 网 连 接 ，并 进 行 数 据 交 互。 Ａ Ｇ Ｖ硬 件 系 统 主 要 分 为 感 知层、 运 算 层 和响 应 层 ，并 且 将 视 觉 标 签 的 设 计 与 图 像 处 理 识 别 过 程 做 简 要 介 绍， 为路 径规划 算 法 提 供 Ａ Ｇ Ｖ 基 本 的 位 置 和 角 度信 息。其次 ， 分析 比 较 多 种 电 子 地 图 建 模 方 法， 使 用 拓扑 建 模 法 对 仓 库 环 境 进 行 建 模，完成 Ａ Ｇ Ｖ 运 行 环 境 的 数 字 化 工 作 。 单 台 Ａ Ｇ Ｖ 路 径 规 划 算 法 是 主 控 台 软 件 算 法 部分 的 核心 ， 结 合 系 统稳定性 和 算 法 扩 展 性 等 方 面 的 考 虑， 采 用 Ｄ ｉ ｊ ｋ ｓ ｔ ｒ ａ 算 法 作为最 短 路径 搜 索算 法。然 后 ， 讨 论 多 台 Ａ Ｇ Ｖ 系 统 在实 际 运 行 中 存 在 的 问 题，研宄 基 于 时 间 窗 和 基 于 有 向图 的 两 种 多Ａ Ｇ Ｖ 路 径 规 划 算 法 ，综 合 比 较 分 析 了 两 种方 法 的 优 缺 点， 根 据实 际 应 用 需求 选 择 基 于 有 向 图 的 方 法 对 电 子 地 图 模 型 加 以 限 制， 将所 有 路 段 规 定 方 向 ， 采 用 停 止 等待策 略 规 避 多 台 Ａ Ｇ Ｖ 之 间 的 潜在 冲 突， 使 其 在 仓 库 中 循 环 有 序 地 完 成 运 输任务。最 后， 介 绍 主 控 台 软件 的 整 体 设 计 ， 将 软件 分 为 电 子 地 图 、 任 务 管 理 、 监 控 等 模 块 ，在 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌＳ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ２ ０ １ ０ 平 台 上 使 用 面 向 对 象 的 Ｃ ＋ ＋ ｉ 吾 言 开 发 ，实 现 每 个 模 块所 需 要 的 各个 功 能， 并 且 借 助 Ｍ Ｆ Ｃ 绘 制 人 机 界 面， 通 过 仿 真实 验 完 成 算 法 的 测 试 ， 验 证 了 算 法 的有效 性 和 实 用 性。