d 算法在柔性输送系统路径规划中的应用研究

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1、第14卷第3期2014年1月科学技术与工程V01．14No．3Jan．20141671—1815(2014)03—0200—04ScienceTechnologyandEn~neefing@2014Sci．Tech．Engrg．D术算法在柔性输送系统路径规划中的应用研究陈乐胡国清杨光永(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640)摘要针对柔性传输系统(FTS)对于最短路径规划问题的要求，提出将D算法移植并嵌入到柔性传输机器人模型的控制系统中。简要介绍并分析了D算法的基本原理，以位置已知、环境相对确定和最低路径代价为约束条件，建立FTS的最优路径规划模

2、型，并进行仿真实验。实验结果表明，D算法具有较好的避障自适应性能力、较高的柔性和动态响应特性，较之Bug算法、概率路标算法(PRM)和Bellman—Ford算法等，D算法具有较快的收敛速度和较少的计算量，适合环境相对确定、多品种小批量柔性传输系统。关键词柔性传输系统D算法最低路径代价最优路径规划避障自适应性能力中图法分类号TP242．2；文献标志码A柔性输送系统(FTS)是柔性制造系统的重要组息和局部的传感器感应数据，动态地调整路径，最终成部分，可分为两类：一类是以一定节拍、依照调度达到全局最优。和管理指令，控制车间和仓储系统中的自动引导运本文的目的在于

3、比较各种人工智能算法_】，以输车(AGV)J。这种方式具有较低的柔性，当系统适合柔性传输系统的机器人控制系统。扩展或输送对象的批次频繁变更时，AGV的设计将1环境模型变得极为复杂，且成本较高。另一类是在车间和仓储系统以及传输对象等已知环境的约束条件下，采D算法依赖环境信息和传感器感应的数据。用人工智能的群智能算法J、Bug算法、概率路标假设空间布局已完全可知，但包括在某些突发情况(PRM)算法J、D算法等，寻求时间、路径、成本下时，如某通道输送线出现故障，或临时调整局部输等参数的最优解(最优规划路径)，生成传输机器人送线的布局，即为部分未知环境。黑色区域为

4、障的执行指令，实施FTS的柔性输送。近年来，得益碍区域(如加工中心或其他工艺装备)，白色区域于ARM微处理器在计算性能方面和EDA设计技术是机器人的可规划轨迹空间(如图1所示)。设环的快速发展，人工智能的很多复杂算法在实时位处境模型为空间E：理器系统上得以实现。E=BmW：=o0o0(1)D算法由Stentz于1994年提出。。’，并于2002在子空间内，设机器人每移动一个结点位置年Likhachev和Koenig改进为Dlite算法，2006一】，，其弧长代价函数为c(Y，X)。机器人从源点s年由Ferguson和Stentz逐渐发展为FieldD算开始

5、，按有向弧长、经单调路径R：法J，2012年Silveira等人提出SpaceD算法¨，R={，Xf≠，1≤i<．，≤N}(2)主要应用于移动机器人在部分已知环境系统中作为在状态Xi(1≤i≤N)的有限次数变换过程中动态路径规划。GuoJianming等人¨将基本D算移动，到达目标点G。逐次比较并更新及其邻结点法的8维搜索扩展至16维搜索，使得搜索路径更平】，的路径估价函数：滑和有效。岳双实现了只对改变的搜索树进行h(Y)一h(X)+c(Y，X)(3)更新，加速了搜索过程。D算法使用全局的环境信获得最短路径p(最优解)的单调序列：2013年8月23日收到国

6、家863计划{Y}=min{c(p)：X一G}(4)(2014AAQO0283)资助第一作者简介：陈乐(1987一)，男，湖南永州人，硕士研究生。研2D算法究方向：先进传感器与运动控制。E—mail：daosheng_chen@sina．com。D算法开辟三个状态列表OPEN、CLOSED和NEW，分别存储不同的路径代价：OPEN列表的集合3期陈乐，等：D算法在柔性输送系统路径规划中的应用研究203vironments．ProceedingsoftheIEEEInternationalConferenceonRo-以位置已知、环境相对确定和最低路径代价为约

7、束boticsandAutomation，1994：331O—_3317条件，建立了FTS的最优路径规划模型，并进行仿7StentzA．ThefocussedDalgorithmforrealtimereplanning．Pro—真实验和与Bug2算法和PWM算法作比较。实验ceedingsoftheInternaTionalJointConferenceonArtificialIntelli—结果表明，D算法的计算复杂度较低，收敛速度快，genee，1995：1625-1659但该算法的收敛速度与弧长估价函数的初始值选择8LikhaehevM，Koeni

8、gS．Incrementalreplanningformappin