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[期刊] 运筹与管理
[作者]
张经天 胡晓 翁迅 马莹 于潇
任务分配是影响移动机器人拣货系统效率的关键决策问题。针对具有差异化客户评级特征的业务场景，考虑系统的动态任务耗时特性和拣选站播种墙容量约束，提出了一种基于混合启发式算法的集中式任务分配方法。首先，在客户订单优先级约束下构建以最大完工时间最小为目标的任务分配优化模型。其次，考虑机器人在任务执行中因加减速、转弯、升降货架、排队等待导致的动态任务耗时以及播种墙容量限制，设计最大完工时间生成方案。随后，开发基于记忆精英种群的灾变自适应大邻域搜索算法(MEPCALNS)对模型进行求解，提高了传统自适应大邻域搜索算法的搜索深度和搜索效率。最后，通过数值实验证明了算法的有效性和稳定性。研究成果有利于提高移动机器人拣货系统的分拣效率。
[期刊] 物流技术
[作者]
周晓光 张喜妹 刘玉坤
介绍了一种基于移动机器人的新型订单拣选解决方案—Ｋｉｖａ系统，该系统以货到人前的设计思路和高度灵活的自动化过程，实现了对传统配送中心中大量的人工拣选和分拣作业的改革。从Ｋｉｖａ系统的设备组成、主要作业模式两方面对其进行介绍，并与传统配送中心进行了优缺点比较。
[期刊] 运筹与管理
[作者]
李腾 冯珊 宋君 刘金芳
在电商"货到人"拣选系统中,如何调度系统中的机器人并对任务进行合理地分配决定着整个系统的运行效率与成本。分析"货到人"拣选系统作业流程,建立机器人数量配置、机器人调度与机器人任务分配的双层规划模型。上层模型以批量订单完成总成本最小为目标函数,以机器人调度为决策变量,构建整数规划模型;下层模型以机器人完成所有任务的平均空闲率最小为目标函数,以任务分配为决策变量,考虑机器人在完成任务过程中由于调度、避障、路径规划等导致的行走距离不确定因素,构建鲁棒优化模型。上层的调度结果制约了下层的最小平均空闲率,下层的任务分配结果影响上层的最小成本,上下层结果共同决定机器人配置决策。利用遗传算法求解模型,通过实例仿真验证了模型的有效性。
[期刊] 运筹与管理
[作者]
冯爱兰 杨腾 马立坤 孔继利
本文对移动机器人履行系统中货架调度任务的履行过程进行分析，根据机器人在货架装载、搬运、拣选、卸载四个过程的作业特点建立闭排队网络模型。采用近似平均值分析算法求解，实现系统绩效的迅速评估。通过与仿真计算实验的对比证明，模型对系统绩效的评估误差不超过5%。利用闭排队网络模型评估拣选台、机器人利用率和调度任务履行能力，实现对系统设施配置的讨论和优化。研究表明，拣选台均匀分布于仓库较长的两侧能提高系统履行绩效；系统存在最优机器人投放数量使系统整体利用率较高。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵师兵 张志明 康琦 张军旗
快速、准确地识别墙线环境元素是室内移动机器人导航功能的重要基础。该文针对传统霍夫变换方法易丢失信息和产生过多冗余线段问题，提出一种基于激光雷达点云数据空间特性的2D墙线直接提取算法。首先通过点云直通滤波技术去除原始三维点云数据中的地面点云干扰；然后将清洗后的点云投影到二维地平面上，转化为二值化图像后进行直线检测；再利用自定义的直线滤波增强算法，在减少冗余线段的同时保留更多有效墙线信息，从而快速生成更为吻合的建筑物墙线模型。仿真实验结果表明，新算法在不同复杂度场景下提取的线段数量整体平均降低50.8%，且处理时间小于100 ms，满足移动机器人导航过程中实时环境识别需求。该实验适合用作高校教学实验，有助于学生将理论知识与实践操作相结合，深入理解室内地图构建与环境感知技术。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
蒋浩然 陈军 王虎 雷王利 袁池
针对目前果园移动机器人自动导航技术研究现状,综合分析现有的有关文献,依据环境感知方式的不同,分别讨论了以激光、视觉、机械、电磁、GPS、超声波为感知系统的导航方法的研究进展,分析了现有几种导航方法在精度、实时性、抗干扰能力及系统适应性等方面的优缺点,认为多传感器融合技术可为果园移动机器人的导航提供更高的精度和稳定性。在此基础上,提出了未来果园移动机器人自动导航技术的发展趋势,即多传感器融合技术是果园移动机器人感知环境的主要手段,满足果园移动机器人精度和稳定性要求的导航系统将是今后研究的重点。
关键词：
果园 移动机器人 导航技术 多传感器融合
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
田晋宇 王创创 何平 熊兴中
针对多个非完整链式系统无领航者的一致性问题,首先通过链式变换将非完整机器人系统转换为四状态的非完整链式模型.然后设计了一种分布式协同控制器,该控制器允许多非完整系统的通信拓扑为一般的无向图,并利用Lyapunov稳定性定理和LaSalle不变原理对控制器的稳定性进行了证明.最后设计了数值仿真实验,证明了控制算法的有效性.
关键词：
非完整系统 一致性 机器人
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
韦锦 孙玉玺 蒙艳玫 董振 唐治宏
采用硬件模块化、软件组件化的开发方式,通过开放性的输入输出接口,用可反复重构的模块化硬件、组件式软件构成积木式完全开放的柔性综合教学平台,具有极高的灵活性和可扩充性。该实验平台为学生提供多门课程的基础性、综合性、设计性实验的学习,将课程学习及实验和实际工业应用联系起来,并进一步提升到工业机器人硬件设计、安装调试和软件开发等创新设计、研究性学习,提高了学生学习的兴趣和积极性,培养了学生实际应用和综合创新能力,满足现代工业企业对综合技能人才的需求。
关键词：
移动机器人 综合实验平台 模块化设计
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘华平 郑向梅 孙富春
移动机器人的室内定位是机器人领域中的一个热点问题,移动机器人的定位包括位置与方位两方面。为对移动机器人方位进行有效的估计,该文提出了基于支持向量机(support vector machine,SVM)的机器人方位回归模型,选定激光雷达信息作为模型的输入量、机器人的方位作为输出量;并与基于极限学习机(extreme learning machine,ELM)的机器人方位回归模型进行对比。实验结果表明:基于极限学习机回归模型的均方误差为0.320rad,训练时间为0.936s;基于支持向量回归模型的均方误差为0.113rad,训练时间为9 273s。该回归模型可为机器人方位估计提供一定的应用价值。
关键词：
支持向量回归 方向估计 移动机器人
[期刊] 工业工程
[作者]
吴影辉 曾少羽 陈思思
现有赛汝系统工人与任务分配问题的研究多集中于提高生产效率，易造成工人间工作量分配不公平。为解决该问题，以缓解工人间工作量不均衡为目标，研究考虑订单拆分的赛汝生产系统多能工与任务分配联合决策优化问题，构建以最小化最大工人工作量为目标的混合整数非线性规划模型。为验证模型的有效性，还构建考虑订单不拆分、订单拆分但优化生产效率指标的对照模型。通过引入连续变量和不等式约束对这些模型进行线性化，结合不同规模算例，采用优化软件CPLEX求得问题的精确解。算例实验表明，与不考虑订单拆分的模型相比，考虑订单拆分的模型对工人工作量公平分配改善效果更优，最大工人工作量平均降低5.40%，同时能维持较高的生产效率。研究成果不仅可对赛汝生产系统现有优化理论进行补充，而且为公平性视角下的企业实际生产决策提供更有价值的指导建议。
[期刊] 物流技术
[作者]
张育铭 刘世伦 王兵 金峰
为提高陆军装备维修器材年度供应保障效率，考虑仓库作业能力限制的影响，构建了兼顾任务完成时间和运输成本的供应任务分配模型，并通过算例与传统就近分配方式进行对比。结果表明，就近分配方式虽有利于降低运输成本，但容易造成仓库作业任务积压，推迟任务完成时间；模型能够给出时间与成本的加权最优任务分配方案，以较小的运输成本涨幅获得较大的任务时效优势，从而提高整体供应保障效益。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈正升 王雪松 程玉虎 刘凯旋
路径规划是人工智能与机器人工程专业本科生“智能机器人与无人系统”课程的重要内容，具有理论性与实践性强及知识更新快等特点。为了使学生直观深入地掌握该知识点，该文以机器人操作系统ROS为基础，搭建了一套虚实结合的移动机器人路径规划实验平台。该平台的仿真客户端采用模块化方法将移动机器人、多种全局与局部路径规划算法及典型动态环境地图集成到虚拟仿真平台中，同时设计人机交互界面对仿真平台与真实移动机器人进行控制与参数显示。进一步，通过ROS节点通信机制实现仿真平台与真实移动机器人之间的信息交互，实现仿真客户端对机器人的控制与信息传递。最后，以Turtlebot2移动机器人为对象，开展路径规划算法的仿真与实验以对平台进行验证。
[期刊] 工业工程
[作者]
彭辉 赵宁 孙阳君
采用数字孪生技术对货到人拣货机器人系统RMFS(the robotic mobile fulfillment systems)进行研究,提出了针对RMFS系统的数字孪生模型构建方法并给出了数字孪生实例。实验数据表明,所构建的数字孪生系统可更好地描述RMFS系统AV(automatic vehicle)死锁和冲突的规律,可方便地随物理RMFS系统重构而重构,实现系统共生。数字孪生系统可为更好地理解RMFS系统内在规律,指导电商企业更好地使用RMFS系统提供帮助。
关键词：
数字孪生 RMFS 仿真 优化
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
王征 张睿珊 卢遥
移动货架仓库货架由机器人移动至拣货台，以便拣货员从中拣取订单所需物品。这些货架可以运回任何可用的存储位置，从而提高了仓库的整体灵活性和效率。由于该类仓库在拣货任务执行中，每个位置在不同时段内可存储不同的货架，如何根据拣货任务和位置存储要求，以最小化拣货完工时间为目标，是解决这一难题的关键。为此，对货架重新定位和货架排序进行了联合决策，建立了混合整数规划模型。针对该问题具有NP-hard特性的难点，设计了一种基于逻辑的Benders分解精确求解算法。数值实验表明，与通用求解器Gurobi直接求解模型相比，所提出的算法可缩短93.32%的求解时间；与货架位置固定的方式相比，所提出的联合优化方法可减少23%的拣货完工时间。
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