面向智能制造的AGV路徑規(guī)劃與自主協(xié)同控制
定 價(jià)：98 元
叢書名：工業(yè)智能與工業(yè)大數(shù)據(jù)系列
- 作者：姚錫凡 等
- 出版時(shí)間：2024/5/1
- ISBN：9787121472633
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TH242
- 頁(yè)碼：240
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書包含面向智能制造的 AGV 需求而開展的路徑規(guī)劃與自主協(xié)同控制兩大主題內(nèi)容。首先分析了智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，并由此引出了面向新一代智能制造的 AGV 物料運(yùn)輸需求；其次介紹了兩大主題的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)——同時(shí)定位與建圖（SLAM）技術(shù)；然后重點(diǎn)論述了常見(jiàn)智能優(yōu)化算法（包括 GA、GWO算法、FA、Q-Learning 算法）和多 AGV 協(xié)同控制；最后給出了應(yīng)用 AGV 進(jìn)行物料運(yùn)輸?shù)闹悄苤圃煜到y(tǒng)案例。 本書適合從事人工智能、智能制造的科研人員和工程技術(shù)人員及管理人員閱讀，也適合相關(guān)專業(yè)的高年級(jí)本科生和研究生閱讀或作為輔助教材使用。
姚錫凡博士，現(xiàn)任華南理工大學(xué)教授/博士生導(dǎo)師，兼任中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)大數(shù)據(jù)與智能系統(tǒng)分會(huì)委員、廣東省制造業(yè)信息化分會(huì)理事、《International Journal of Advanced Manufacturing Technology》和《Sensors》雜志專刊的客座編輯(Guest Editor)，《Applied Intelligence》和《組合機(jī)床與加工自動(dòng)化技術(shù)》等雜志編委，20多年來(lái)一直從事數(shù)字制造、集成制造、智能控制和智能制造等相關(guān)研究工作，在"Information Science”、"Journal of Intelligent Manufacturing”、"International Journal of Advanced Manufacturing Technology”、"International Journal of Computer Integrated Manufacturing”和"Journal of Production Research”等智能制造/集成制造/先進(jìn)制造國(guó)際一流（Q1）SCI期刊、《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》等國(guó)內(nèi)著名EI學(xué)術(shù)期刊和IEEE等學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表高水平論文近300篇、獲得專利授權(quán)20余件和軟件著作版權(quán)10余件，出版了《人工智能技術(shù)及應(yīng)用》、《制造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》和《智慧制造理論與技術(shù)》等相關(guān)專著5部；先后主持完成了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家863計(jì)劃和廣東省科技計(jì)劃等項(xiàng)目30余項(xiàng)。
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(shì) .................................................................................... 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(shì) ............................................................................................ 6
1.2 面向新一代智能制造的 AGV 物料運(yùn)輸需求 .................................................................. 9
1.3 路徑規(guī)劃問(wèn)題與多 AGV 協(xié)同調(diào)度的研究現(xiàn)狀 ............................................................ 12
1.3.1 路徑規(guī)劃問(wèn)題的研究現(xiàn)狀................................................................................... 12
1.3.2 多 AGV 協(xié)同調(diào)度的研究現(xiàn)狀 ............................................................................ 16
1.4 本書的內(nèi)容安排 .............................................................................................................. 18
本章參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 19
第 2 章 SLAM 技術(shù) ........................................................................................................... 24
2.1 SLAM 的研究背景 .......................................................................................................... 24
2.2 視覺(jué)/激光 SLAM 的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用 ........................................................................... 27
2.2.1 SLAM 系統(tǒng)架構(gòu)的組成 ...................................................................................... 27
2.2.2 前端里程計(jì) .......................................................................................................... 29
2.2.3 后端優(yōu)化與回環(huán)檢測(cè) .......................................................................................... 35
2.2.4 SLAM 系統(tǒng)模擬仿真 .......................................................................................... 41
2.3 真實(shí)環(huán)境中視覺(jué) SLAM 技術(shù)面臨的挑戰(zhàn) ..................................................................... 44
2.3.1 弱紋理環(huán)境中點(diǎn)線特征融合的 SLAM 系統(tǒng) ...................................................... 45
2.3.2 動(dòng)態(tài)環(huán)境中的視覺(jué) SLAM 系統(tǒng) ......................................................................... 49
2.3.3 基于 CNN 的視覺(jué)里程計(jì) .................................................................................... 54
2.3.4 基于 CNN 的回環(huán)檢測(cè) ........................................................................................ 61
2.3.5 視覺(jué)與激光雷達(dá)融合的 SLAM .......................................................................... 66
本章參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 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(jiàn)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(biāo)靜態(tài)路徑規(guī)劃 ...................................................................................................... 80
3.3.1 基于改進(jìn) GA 實(shí)現(xiàn) ............................................................................................... 80
3.3.2 基于改進(jìn) GWO 算法實(shí)現(xiàn) ................................................................................... 90
3.3.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ...................................................................................................... 95
3.4 單目標(biāo)動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃 .................................................................................................... 102
3.4.1 基于改進(jìn)鄰域搜索算子的 GA 實(shí)現(xiàn) ................................................................. 102
3.4.2 基于改進(jìn) Q-Learning 算法實(shí)現(xiàn) ........................................................................ 114
3.5 多目標(biāo)路徑規(guī)劃 ............................................................................................................ 128
3.5.1 IAGSAA ............................................................................................................. 128
3.5.2 IFA ...................................................................................................................... 139
3.5.3 改進(jìn) DQN 算法 .................................................................................................. 149
本章參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 156
第 4 章 多 AGV 協(xié)同控制 ................................................................................................ 160
4.1 多 AGV 物料運(yùn)輸系統(tǒng)的控制方法 .............................................................................. 160
4.2 多 AGV 物料運(yùn)輸系統(tǒng)的調(diào)度原則 .............................................................................. 162
4.3 AGV 的路徑?jīng)_突現(xiàn)象 ................................................................................................... 163
4.4 工廠仿真環(huán)境的構(gòu)建 .................................................................................................... 164
4.5 物料中轉(zhuǎn)站的選址與區(qū)域間 AGV 最優(yōu)路徑 .............................................................. 169
4.6 物料存儲(chǔ)點(diǎn)的選址與加工區(qū)域內(nèi) AGV 最優(yōu)路徑 ...................................................... 170
4.7 多 AGV 物料運(yùn)輸系統(tǒng)可視化平臺(tái) .............................................................................. 174
4.8 正常運(yùn)行時(shí)的沖突調(diào)度 ................................................................................................ 177
4.9 加工機(jī)器的故障調(diào)度 .................................................................................................... 183
4.10 加工區(qū)域內(nèi) AGV 的故障調(diào)度 .................................................................................... 187
4.11 基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的共融 AGV 自主作業(yè)調(diào)度 ............................................................ 193
本章參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 204
第 5 章 應(yīng)用案例 ............................................................................................................. 207
5.1 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用案例 ............................................................................................................ 207
5.2 熱處理應(yīng)用案例 ............................................................................................................ 215
5.3 調(diào)度模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 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(shè)計(jì) ........................................................................................ 224
5.3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與接口設(shè)計(jì) ..................................................................... 225
本章參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 230
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