AutoCAD是Autodesk公司開發的計算機輔助設計軟件,現已成為國際上最流行的繪圖工具,AutoCAD中有準確的坐標系統,定位精準,且提供了豐富的圖形元素,如直線、多線段及圓弧等,因此,可使用AutoCAD來繪制環境地圖,即將規劃好的周圍環境信息和拓撲路徑信息在AutoCAD軟件中繪制好,然后,在上位機控制系統中,通過軟件編程,調用AutoCAD提供的API,可以很方便地把存儲AutoCAD文件中的路徑信息和環境信息分別提取出來并保存,以備路徑規劃等功能模塊使用,同時在屏幕指定區域將環境地圖復現出來。
2、 路徑規劃功能
路徑規劃問題是機器人學中一個非常重要的方面,具體是指:在有障礙物的工作空間中,如何尋找出一條從給定的起點到終點的最優路徑或次優路徑,該路徑可以使機器人能夠安全地、無碰撞地繞開所有障礙物,準確無誤的達到目的地。
根據對環境信息事先了解情況,路徑規劃分為全局路徑規劃和局部路徑規劃。
全局路徑規劃是根據已知環境信息,依據合理的路徑搜索策略,給機器人規劃出一條全局最優路徑,AGV小車不會經過不必要節點。
局部路徑規劃是指在未知的環境中,根據機器人傳感器感知的信息,包括障礙物的位置、大小和形狀信息,為機器人獲得一條無碰撞最優路徑,保證節點之間路徑最短。
AGV系統工作環境大都是已知靜態環境,其路徑規劃問題也即是已知環境的全局路徑規劃問題。
路徑規劃的核心在于路徑搜索,搜索主要分為兩種:盲目搜索與啟發搜索。
盲目搜索又叫無信息搜索。是按照預定的控制策略進行搜索,在搜索過程中始終都不改變控制策略,常見的盲目搜索有深度優先搜索法和廣度優先搜索法,這兩種搜索法雖然都能搜索到路徑但是有很大的盲目性,搜索效率較低,且搜索出的路徑也不是最優,目前大都采用的是最短路徑搜索算法:Dijkstra算法或其改進算法,Dijkstra算法是一種典型的最短路徑搜索算法,主要用來解決固定起點的最短路徑問題,Dijkstra算法只需運算一次,就可以得到從起點到其他所有節點的最優路徑,效率很高。
啟發搜索是在搜索工程中,對每一個搜索位置進行評估,然后加入與位置相關的啟發式信息,用以指導搜索朝著最優方向進行,省略了大量無謂的搜索路徑,加速問題的求解過程,找到最優解,大大提高了搜索效率,最典型的啟發搜索是A*(A star)算法,A*算法執行過程中引入了一個估價函數,每次搜索時都利用這個估價函數對所有可擴張點進行估價,從而找出最優的可擴展點,再從該點搜索直到找到目標點。
通??梢赃x擇Dijkstra算法或其改進算法作為全局路徑規劃方法,結合采用A*算法作為局部路徑規劃方法。
以上所述是指系統自動路徑規劃部分,而手動路徑規劃也是系統一個必不可少的功能,它可以允許操作人員使用鼠標選擇節點,根據自己的意愿完成路徑規劃,并保存起來,供后續任務分配是調用。
宏鉞調度系統示例:手動路徑規劃
3、 交通管理功能
對于宏鉞AGV系統而言,不可能只有一臺AGV在工作,通常情況是有多臺AGV在環境中共同工作,而多臺AGV的運行不可避免的要發生道路共用等沖突問題,因此,交通管理的核心是要解決多臺AGV之間碰撞問題和沖突死鎖問題。
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