第 1 章 緒論 ........................................................................................................................ 1
1.1 智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 .................................................................................... 1
1.1.1 智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................................................ 2
1.1.2 智能制造的發(fā)展趨勢 ............................................................................................ 6
1.2 面向新一代智能制造的 AGV 物料運輸需求 .................................................................. 9
1.3 路徑規(guī)劃問題與多 AGV 協(xié)同調度的研究現(xiàn)狀 ............................................................ 12
1.3.1 路徑規(guī)劃問題的研究現(xiàn)狀................................................................................... 12
1.3.2 多 AGV 協(xié)同調度的研究現(xiàn)狀 ............................................................................ 16
1.4 本書的內容安排 .............................................................................................................. 18
本章參考文獻 ........................................................................................................................... 19
第 2 章 SLAM 技術 ........................................................................................................... 24
2.1 SLAM 的研究背景 .......................................................................................................... 24
2.2 視覺/激光 SLAM 的關鍵技術及應用 ........................................................................... 27
2.2.1 SLAM 系統(tǒng)架構的組成 ...................................................................................... 27
2.2.2 前端里程計 .......................................................................................................... 29
2.2.3 后端優(yōu)化與回環(huán)檢測 .......................................................................................... 35
2.2.4 SLAM 系統(tǒng)模擬仿真 .......................................................................................... 41
2.3 真實環(huán)境中視覺 SLAM 技術面臨的挑戰(zhàn) ..................................................................... 44
2.3.1 弱紋理環(huán)境中點線特征融合的 SLAM 系統(tǒng) ...................................................... 45
2.3.2 動態(tài)環(huán)境中的視覺 SLAM 系統(tǒng) ......................................................................... 49
2.3.3 基于 CNN 的視覺里程計 .................................................................................... 54
2.3.4 基于 CNN 的回環(huán)檢測 ........................................................................................ 61
2.3.5 視覺與激光雷達融合的 SLAM .......................................................................... 66
本章參考文獻 ........................................................................................................................... 69
第 3 章 單 AGV 路徑規(guī)劃 .................................................................................................. 72
3.1 地圖建模方法與 AGV 工作空間 .................................................................................... 72
3.1.1 地圖建模方法 ...................................................................................................... 72
3.1.2 AGV 工作空間 ..................................................................................................... 74
3.2 常見智能優(yōu)化算法的概述 .............................................................................................. 75
3.2.1 GA......................................................................................................................... 75
3.2.2 GWO 算法 ............................................................................................................ 76
3.2.3 FA ......................................................................................................................... 77
3.2.4 Q-Learning 算法 ................................................................................................... 78
3.3 單目標靜態(tài)路徑規(guī)劃 ...................................................................................................... 80
3.3.1 基于改進 GA 實現(xiàn) ............................................................................................... 80
3.3.2 基于改進 GWO 算法實現(xiàn) ................................................................................... 90
3.3.3 仿真實驗結果 ...................................................................................................... 95
3.4 單目標動態(tài)路徑規(guī)劃 .................................................................................................... 102
3.4.1 基于改進鄰域搜索算子的 GA 實現(xiàn) ................................................................. 102
3.4.2 基于改進 Q-Learning 算法實現(xiàn) ........................................................................ 114
3.5 多目標路徑規(guī)劃 ............................................................................................................ 128
3.5.1 IAGSAA ............................................................................................................. 128
3.5.2 IFA ...................................................................................................................... 139
3.5.3 改進 DQN 算法 .................................................................................................. 149
本章參考文獻 ......................................................................................................................... 156
第 4 章 多 AGV 協(xié)同控制 ................................................................................................ 160
4.1 多 AGV 物料運輸系統(tǒng)的控制方法 .............................................................................. 160
4.2 多 AGV 物料運輸系統(tǒng)的調度原則 .............................................................................. 162
4.3 AGV 的路徑沖突現(xiàn)象 ................................................................................................... 163
4.4 工廠仿真環(huán)境的構建 .................................................................................................... 164
4.5 物料中轉站的選址與區(qū)域間 AGV 最優(yōu)路徑 .............................................................. 169
4.6 物料存儲點的選址與加工區(qū)域內 AGV 最優(yōu)路徑 ...................................................... 170
4.7 多 AGV 物料運輸系統(tǒng)可視化平臺 .............................................................................. 174
4.8 正常運行時的沖突調度 ................................................................................................ 177
4.9 加工機器的故障調度 .................................................................................................... 183
4.10 加工區(qū)域內 AGV 的故障調度 .................................................................................... 187
4.11 基于圖神經網(wǎng)絡的共融 AGV 自主作業(yè)調度 ............................................................ 193
本章參考文獻 ......................................................................................................................... 204
第 5 章 應用案例 ............................................................................................................. 207
5.1 實驗室應用案例 ............................................................................................................ 207
5.2 熱處理應用案例 ............................................................................................................ 215
5.3 調度模塊設計 ................................................................................................................ 221
5.3.1 現(xiàn)有系統(tǒng)的需求分析 ........................................................................................ 222
5.3.2 模塊工作流程的設計 ........................................................................................ 224
5.3.3 數(shù)據(jù)庫表的結構設計與接口設計 ..................................................................... 225
本章參考文獻 ......................................................................................................................... 230