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1、安徽工业大学管理科学与工程学院安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称面向AGVs的物流运输系统自动化研究学 院 管理科学与工程学院专业班级工业工程111班姓 名金辉学 号119094008毕业设计(论文)的主要内容及要求：1、调研资料收集：AGV的历史与技术以及国内外应用与发展趋势，AGVs路径规划问题国内外研究现状和优化方法等，其它需要收集的相关资料和数据。2、查阅文献资料，明确研究方向，运用运筹学的相关理论和方法对AGV系统路径优化问题进行分析和研究，构建图论系统模型和路径规划优化方法。 3、根据路径规划研究方法，进行编程实现路径规划算法，对比路径规划后的实施效果并进行相应的实证研究。
2、4、基于CAD绘图软件，绘制不少于相当于1张A2工作量的CAD图。5、开题报告：包括工作任务分析、调研报告、文献综述或现场实习、方案拟定与分析以及实施计划等，开题报告须单独装订。6、论文说明书的篇幅一般为2.5万字左右。论文撰写按学校本科生毕业设计撰写规范细则。中文摘要在300字以内及相应的外文摘要。7、参考文献不少于20篇，其中外文资料不少于2篇。 指导教师签字： 第III页 摘要随着生产物流自动化程度的提高，柔性制造系统和自动化立体化仓库等的发展，AGVs(Automated Guided Vehicle system)作为物流系统和柔性制造系统中的关键子系统，得到越来越多的应用。路径规划
3、问题是AGV系统应用中的基本问题之一，对路径规划问题的研究有重要的理论和实践意义。本文首先介绍AGV的结构组成及其系统组成，了解AGVs的工作模式，对AGVs的工作流程进行分析；其次对单台AGV路径规划优化技术进行研究，在建立电子地图的基础之上，对 Dijkstra 算法进行改进和优化，从而实现单AGV 路径规划；然后针对多台AGVs的无碰撞路径规划问题，采用与时间窗原理相结合的路径规划算法，并提出缓冲时间窗的概念，减少各种因素对算法的影响，使算法在运行过程中具有很好的稳定性和持续性，从而实现多台AGV的无碰撞路径规划；最后编写了C语言代码，实现了实验室单AGV路径规划Dijkstra算法运行
4、程序。关键词：AGV；路径规划；Dijkstra 算法；时间窗方法；缓冲时间窗Research on logistics transportation system automation based on AGVsAbstractWith the improvement of the degree of production logistics automation and the development of flexible manufacturing systems and three-dimensional warehouse automation, AGVs (Automated G
5、uided Vehicle system) have been widely put into use as one of the key subsystems of logistics system and flexible manufacturing systems. Path planning problem is one of the basic problems among the application of AGVs and is of great theoretical and practical importance to the research of path plann
6、ing problem. This paper first introduces the structure and system composition of AGV, comprehends the operating mode and analyzes the working process of the AGVs. Secondly, based on the construction of electronic map, the paper studies the path planning optimization technology of single AGV and impr
7、oves the Dijkstra algorithm, so as to realize single AGV path planning. Then aimed at the collision less path planning problem of more than one AGV, the paper adopts path planning algorithm combined with time window theory, puts forward the concept of buffer time window and reduces the influence of
8、various factors upon the algorithm in order to keep the stability and continuity of the algorithm during the operation process, as thus realize the collision less path planning of more than one AGV. Finally, the C programming language code was written and the Dijkstra algorithm operational procedure
9、 of single AGV path planning in lab was realized.Keywords: AGV；path planning；Dijkstra algorithm；Time window method；Buffer time window目录摘要IAbstractII1.绪论11.1 引言11.2 AGV的历史与技术21.2.1 AGV的发展历史21.2.2 现代AGV的技术特点41.3 AGVs在国内应用与发展趋势51.4 AGVs路径规划历史和现状61.5 论文的研究内容和意义71.5.1 研究内容71.5.2 研究的目的及意义82.AGV与AGV系统92.1
10、AGV的种类与结构92.1.1 AGV的种类92.1.2 AGV的结构102.2 AGVs的总体结构132.2.1 AGVs的组成132.2.2 地面控制系统132.2.3 通讯系统142.2.4 车载控制系统142.2.5 车载导航系统152.2.6 移载系统152.2.7 充电系统152.3 AGV系统的工作模式162.3.1 AGVs的工作特点162.3.2 AGVs的运行模式162.3.3 AGVs的工作流程173.单AGV系统的路径规划193.1 AGVs的路径规划概述193.1.1 全局路径规划193.1.2 局部路径规划203.2 电子地图建模方法203.2.1 可视图法203.
11、2.2 栅格地图法213.2.3 拓扑地图法223.3 基于图论的路径规划223.3.1 图的定义233.3.2 基于图论法的路径规划算法233.3.3 物流综合实验室建模243.3.4 基于Dijkstra算法的路径规划263.3.5 路径分析和算法改进284. 多AGV系统路径规划294.1 多AGV系统的路径规划问题294.1.1 问题的由来294.1.2 冲突的类型294.1.3 AGV冲突解决方法304.2 校图书馆某科室环境建模314.2.1 校图书馆某科室314.2.2 AGV系统模型设定324.3 基于时间窗方法的多AGVs路径规划334.3.1 时间窗方法334.3.2 算法
12、步骤344.3.3 算法实践与路径方案364.3.4 算法不足与改进385. 单AGV路径规划C语言模拟39总结与展望41致谢42主要参考文献43附录：单AGV路径规划Dijkstra算法代码451.绪论1.1 引言随着工厂生产和物流自动化的显著提高，传统制造业的生产和物料运输方式发生了天翻地覆的变化，从20世纪末，现代制造业就已经迈入自动化、智能化和个性化的崭新时代。柔性制造系统（FMS，Flexible Manufacture System）和立体化智能仓库（SW：Stereoscopic Warehouse）等先进的科学技术在生产制造产业中得到越来越多的广泛应用1。我们都知道，生产物流系
13、统技术是先进制造技术中的重要组成部分，随着计算机科学和自动化技术的广泛应用，它已从原来简单的物料搬运发展到现代物流自动化系统，物流管理系统也从原来的简单方式迅速向自动化管理演变，使得物流系统自动化水平得到显著提高。根据相关文献显示：在整个生产制造过程中，仅仅有20的成本时间是用于加工和制造，剩余的大部分的80都用于储存、装卸、等待加工和输送2。我国的大多数制造企业属于劳动密集型，也就是主要依靠劳动力来生产制造，然而现在中国劳动力成本在持续增长，中国廉价劳动力的优势已不复存在。因此现在多数企业对于自动化的要求也是越来越高。在这种情况下，AGVs（Automated Guided Vehicle
14、system）作为货物搬运输送系统，能够满足柔性制造系统和立体仓库的要求，是整个物流自动化和生产自动化最关键的部件之一。AGV（Automated Guided Vehicle）一般被称为自动导引小车3，是为了更好地解决物流活动中的智能化、自动化和合理化等问题，从而实现物流系统的时间和空间效益。AGV作为一种智能化移动机器人，拥有着包含环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。AGV集中了传感器技术、机械工程、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。而且AGVs以其快速、准确的运输、便于计算机管理与调度、能够自主导航、自动规划路径和执行任务和更有利于劳动安全保障的实施等优点已被广泛应用于制造业、农业和服务业等各个领域。因此AGVs是整个物流自动化和生产自动化最关键的部件之一3。随着现代AGV性能不断地提高，其应用范围不断扩展，不仅将在工业、农业、国防、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且将在排险、搜捕、救援、强辐射等危险环境下得到很好的应用，几乎适合于仓储、制造、邮政、图书馆、港口、机场、烟草、医药、食品、化工等各种场合。因此，AGV技术已经得到世界各国的普遍认可。1.2 AGV的历史与技术1.2.1 AGV的发展历史根据美国物流协会的定义，
