基于状态共享的混合式泊车机器人调度系统研究

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近年来,随着我国汽车工业的飞速发展,汽车保有量增长与停车设施建设之间的失配造成停车位供需缺口急速上升,停车难成为大中型城市普遍面临的社会问题。应用智能泊车机器人系统提升现有车库的容车率是缓解当前停车位短缺问题的一种有效方式。泊车机器人系统的调度是智能车库运行的灵魂,决定了停车场的容车率和出入库效率,是智能车库建设的难点和重点,也是当前研究和开发的热点。  论文对国内外智能泊车机器人技术以及调度方法研究的国内外现状进行了深入调研。依据智能车库的需求,创新性的提出了基于状态共享的混合式泊车机器人调度系统框架,该框架将调度系统划分为应用层、规划决策层、协调层以及机器人层,框架结合了分布式框架和集中式框架的优势,在满足多泊车机器人高效协调调度的同时,具有较强的拓展性。  基于该框架,对调度系统机器人层的定位方案进行了设计,搭建了泊车机器人控制系统。设计了调度系统调度的核心——规划决策层的算法模块,开发了机器人状态显示模块,最后设计了应用层的用户交互实现方案及调度系统的通信方案。针对调度系统的调度算法模块的功能需求,提出了动态多目标下的任务分配算法、改进的基于合作的路径规划算法以及多机器人协调调度算法。任务分配算法实现了动态多任务下的资源配置及最低成本任务分配;多机器人路径路径规划算法实现了优先级较低的机器人对优先级较高的机器人的主动规避;多机器人的协调调度算法保证了多泊车机器人的稳定运行,有效的避免了多机器人之间路径冲突及死锁现象的发生。  开发了基于OPENTCS的多机器人泊车任务仿真平台,对调度系统框架及调度算法进行了仿真验证。在现有停车场环境下,搭建泊车机器人调度系统平台,对单辆机器人及两辆机器人的多任务调度进行了实验测试,实验结果论证了本论文提出的泊车机器人调度系统方案具有可靠性以及高效性。
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