基于地图的自动导向车路径优化

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1、第1章绪论1.2自动导向车的发展现状和趋势1.2.1国外发展状况AGV在国外出现的很早，发展历史也比较长。1913年美国福特汽车公司将有轨引导的AGV代替输送机用于底盘装配上。1953年美国BarrettElectric公司制造了世界上第一台采用埋线电磁感应方式跟踪路径的自动导向车。直到20世纪60年代和70年代初，AGV仍采用这种导向方式。1955年，在英国首先出现了把AGV系统用于实用的生产线上。1959年，在美国首次出现了把AGV用于自动化仓库中。1973年瑞典VOLVO公司在KALMAR轿车厂和SKOVDE发

2、动机厂都采用了上百台AGV进行装配作业。1982年，德国出现了世界上第一台无人叉车。1983年，欧洲安装了330台各种形式的AGV系统，而使用的AGV则多达3900多台。到了1990年，瑞典NDC公司开发了第四代AGV控制系统—激光导向系统。2000年比利时Egmin公司推出了激光导向与惯性导向、激光测角与测距相结合的导向控制技术。到目前为止全世界已拥有AGV系统15000多个，约100000辆AGV车。同年海尔集团投产运行的开发区立体仓库中,用9台AGV组成了一个柔性的库内自动搬运系统,成功地完成了每天23400件

3、出入库货物和零部件的搬运任务。2008年以日本为代表的简易型AGV技术作为主流，或只能称其为AGC（AutomatedGuidedCart），该技术追求的是简单实用，极力让用户在最短的时间内收回投资成本，这类AGV在日本和台湾企业应用十分广泛，从数量上看，日本生产的大多数AGV属于此类产品（AGC）。2010年以欧美国家为代表的全自动AGV技术成为主流，这类技术追求AGV的自动化，几乎完全不需要人工的干预，路径规划和生产流程复杂多变，能够运用在几乎所有的搬运场合。1.2.2国外技术发展趋势目前，国外对AGV的研究进入

4、了智能化和多样化发展阶段，其关键技术研究的趋势主要集中在以下两个方面：1)导向和定位技术日本松下电器产业公司2002年研制的家庭用吸尘机器人。该机器人可以根据房间的形状、地板状况、垃圾量进行自动扫除，具有避开墙壁、炉子等障碍及热源的安全功能，可边自动行走进行清扫。工作时，首先会沿房间四周走一圈记忆房间形状。然后，会在避开障碍物的同时开始往复运动，清洁工作完成后会自动停止。该机器人配备有多达50个传感器。从而成为自动导航机器人进入了人类生活的里程碑，在单一传感器技术精度壁垒的情况下，为进一步提高轮式机器人的智能水平和适

5、应能力，多种传感器的[7]使用及多传感器融合算法成为了研究的前沿方向。3西安科技大学硕士学位论文2)控制算法在AGV领域，路径优化算法分为传统优化算法和仿生优化算法。传统优化算法如：模糊控制算法，人工势场法等等。仿生算法从被提出开始，在路径优化领域就显示了强大的生命力，众多仿生算法被提出，例如：遗传算法(GeneticAlgorithm)简称GA，是由美国Michigan大学的JohnH.Holland教授创建的；蚁群优化算法（AntColonyOptimization）简称ACO，由意大利学者M.Dorigo等人于

6、1991年首先提出；粒子群优化算法（ParticleSwarmOptimization）简称PSO，在1995年首先由KennedyJ和Eber-hartRC提出。目前，众多专家对仿生算法进行融合改进并做出很多研究成果：2009年Dreo.J等将群体智能概念引入到蚁群优化（ACO）算法中，增加了对困难的优化问题进行处理[8]的可能性；2010年Santos,Luís提出了一种基于元启发式的蚁群优化算法，修改了各组分的蚁群启发方式，特别是那些与之关联的“初始种群”、“蚂蚁决策规则”和“局部搜索程[9]序”，并应用到七个

7、测试标准测试的网络规划生产圆弧路径问题;2011年TsaiChi-Yang等提出了一种基于粒子群优化的新算法，选择性再生粒子群优化(SRPSO)。它包含了两[10]个新的特点即不平衡参数的设置及粒子更新操作，并应用到数据聚类的问题上。从此看出，各类智能算法都被改进且应用到各种领域，得到了急速的发展。1.2.3国内发展现状我国自动导向车技术起步相比国外来说要晚五十年，但具有技术引进优势，发展迅速。现在，国内发展趋势为：冲破国际技术壁垒，降低AGV技术成本，加快AGV技术的推广应用。在从国外引进方面：1980年上海石化总

8、厂为涤纶长丝作业从曰本大福公司引进了国内第一套AGV；1996年玉溪卷烟厂引进韩国三星52辆电磁导引AGV。自九十年代后，由于引进成本较高和我国技术趋于成熟，我国剧烈减少AGV国外引进量。其实，在60年代，北京起重运输机械研究所、清华大学、中国科学院沈阳自动化所、大连组合机床研究所和国防科技大学等都在进行不同类型的AGV的研制并小批投入生产。虽