《物流工業(yè)機器人的關鍵技術研究（9400字）》

物流工業(yè)機器人的關鍵技術研究TOC\o"1-3"\h\u6027第一章緒論 第一章緒論1.1研究背景電子商務的興起不僅改變了零售業(yè)的生態(tài)，而且深刻地影響了人們的購物習慣。如今，“雙十一”等流行的網(wǎng)絡購物節(jié)日已經(jīng)被寫入人們的日常生活日歷中。不斷刷新的網(wǎng)購總量，接連沖擊著傳統(tǒng)零售業(yè)的磐石，在快遞物流行業(yè)掀起了前所未有的波瀾。在2018年，中國物流業(yè)總產(chǎn)值占GDP的12.9%，而這一比例在發(fā)達國家僅為5%~8%。中國的快遞量在世界上占43%以上，居世界第一。隨著快遞業(yè)的不斷壯大，國家和政府高度重視。2019年，全國人大呼吁推進快遞進農(nóng)村和社區(qū)，電子商務平臺和實體店的協(xié)調(diào)發(fā)展。相關快遞規(guī)定已納入國務院下發(fā)文件，毫無疑問，時代賦予了快遞行業(yè)最肥沃的土壤，同時，百億計的運輸量也促使快遞企業(yè)不斷提高工作效率。分揀是快遞過程中的核心環(huán)節(jié)，其中分揀時間占物流中心總工作時間的30%~40%，分揀成本占物流中心總成本的90%。由此可見，快遞分揀技術水平基本上決定了企業(yè)的工作效率，用戶信譽和市場規(guī)模，面對日益擴大的業(yè)務規(guī)模，手工分揀已不能滿足企業(yè)的發(fā)展需求。采用自動分揀技術突破瓶頸已成為業(yè)界的共識。國際快遞巨頭DHL采用全自動分揀流程，其在上海的北亞樞紐擁有每天分揀21萬包的處理能力，亞洲編號中國最大的單一物流中心，擁有世界上最高水平的自動化分揀業(yè)務。其核心技術由京東獨立開發(fā)，中心每小時可分揀105萬包，準確率99.9%。1.2研究意義在物流中心的自動分揀設備中，線性和環(huán)形分揀機是最常見的。通過合理的規(guī)劃，兩種類型的分揀機都能達到很高的效率。除了傳統(tǒng)的分揀機外，各種類型的工業(yè)機器人在分揀操作中也起著重要的作用。工業(yè)機器人執(zhí)行效率高，工作質(zhì)量好，抗干擾能力強，能在特殊環(huán)境下工作，當應用于快遞物流行業(yè)時，不僅節(jié)省了企業(yè)大量的人力成本和時間成本，而且使快遞不再受到傷害，買家可以隨時拿起零件。隨著快遞行業(yè)的快速發(fā)展，本文對二維碼識別，視覺排序等技術進行了深入的研究，具有一定的學術價值和實際應用價值，研究成果不僅局限于快遞分揀領域，對相關領域或技術也有一定的借鑒意義。第二章智能分揀機器人功能結(jié)構(gòu)分析快遞分揀機器人主要為電商分揀中心的運營設計，主要是實現(xiàn)“快遞包裹分揀”的操作模式，因此，本文從實際情況出發(fā)，分析了研究初期分揀中心分揀機器人運行的合適空間布局，根據(jù)分揀機器人的運行分析提出了機器人的功能要求，并根據(jù)功能要求提出了機器人的總體規(guī)劃，為今后的進一步研究奠定了良好的基礎。2.1智能分揀機器人結(jié)構(gòu)機器人定位技術和路徑規(guī)劃技術首先需要分揀中心的空間模型，為了更好地研究機器人的工作計劃，首先對分揀環(huán)境進行了分析?？爝f分揀的操作步驟包括：獲取快遞包裹，并根據(jù)目的地將其送到不同的投遞口。建立分揀機器人作業(yè)空間模型如圖2-1所示，主要有快件堆放區(qū)、人工投遞區(qū)、包裹投遞口、橫向道路、縱向道路。出件口被兩條縱向道路和2條橫向道路包圍。工作空間模型具有良好的可重構(gòu)性，其中網(wǎng)點數(shù)量固定，網(wǎng)點數(shù)量與位置，網(wǎng)點位置與尺寸，坐標點間距，道路走向與數(shù)量可根據(jù)實際情況靈活調(diào)整，在當前空間工作時，現(xiàn)場會有大量的機器人，橫向和縱向道路設置為單向道路?？蓽p少搶道碰撞，簡化行車規(guī)則，保證系統(tǒng)效率，機器人可以在每個坐標點進行轉(zhuǎn)向，操作相對靈活。圖2-1作業(yè)空間模型2.2機器人的任務流程根據(jù)快遞郵件分揀的分揀環(huán)境模型，可以建立分揀機器人的操作流程，首先，機器人在待機區(qū)域等待操作。當任務生成時，機器人將根據(jù)進入端口的時間表拾取包裹。流程如下：1.操作員掃描包裝標簽后，將包裝目的地通過計算機發(fā)送到上位機系統(tǒng)；2.然后將包裝放置在機器人頂部的托盤中，上位機根據(jù)入口的位置和包裝目的地的位置檢索計劃路徑并發(fā)送給等待機器人；3.機器人完成分揀后，判斷電量狀態(tài)，電量低于15%時，向上位機發(fā)送充電請求，上位機選擇空閑充電樁作為終端，規(guī)劃一條路徑發(fā)送給機器人，機器人根據(jù)路徑充電；4.當電量高于15%時，機器人發(fā)送返回請求，上位機根據(jù)評估功能對每個入口進行評估，選擇成本最低的入口作為終點并規(guī)劃一條路徑發(fā)送給機器人，機器人排隊根據(jù)返回入口的路徑繼續(xù)排序任務。機器人任務流程如下圖2-2所示。圖2-2任務流程2.3機器人的總體設計（1）輪式結(jié)構(gòu)設計在萬向輪方面，它可以在水平平面上旋轉(zhuǎn)360度。隨著移動機器人的速度變化，起到支撐主體，保證機器人身體平衡和靈活性，提高機器人負荷的作用。在輪系的布局方面，通常情況系室友三種結(jié)構(gòu)。一是三輪結(jié)構(gòu)布局結(jié)構(gòu)簡單，運動靈活，平衡性較差，承載力不足且無法做橫向運動，適合輕載狀態(tài)下的單向運動。二是四輪結(jié)構(gòu)。它也有三種的表現(xiàn)方式，如下圖2-3所示，黑色的就表示為驅(qū)動輪，白色就是萬向輪，四輪結(jié)構(gòu)承載力是很明顯的大于三輪結(jié)構(gòu)，在平衡性方面的表現(xiàn)也是非常的好，通過兩輪驅(qū)動輪的速度調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的直行、后退等全方位的移動，能夠是的機器人在小的空加你里面進行運動。三是六輪結(jié)構(gòu)，如下圖2-4所示，和上一個相比只是增加了兩個萬向輪，平衡性和承載力進一步加強，同樣采用兩輪差速驅(qū)動轉(zhuǎn)向，六輪結(jié)構(gòu)對地面平整度要求較高，必須保證輪子同時著地。圖2-3四輪結(jié)構(gòu)上圖所表示的就是我們常見的三種四輪結(jié)構(gòu)。圖2-4六輪結(jié)構(gòu)從機械角度和工作環(huán)境的適用性出發(fā)，選擇六輪結(jié)構(gòu)作為機器人的輪系結(jié)構(gòu)，這種布局可以保證機器人移動靈活，承載能力相對較大，原位轉(zhuǎn)向相對于車體中心靜止。（2）機器人框架設計根據(jù)分揀機器人的運行方式和任務流程，設計移動機器人的整體結(jié)構(gòu)，主要由車體機械結(jié)構(gòu)，安全輔助機構(gòu)和供電系統(tǒng)等組成，車體機械結(jié)構(gòu)是整個機器人的框架，并加載所有其他結(jié)構(gòu)，這在很大程度上決定了分揀機器人的性能。機器人的框架如下圖2-5所示。圖2-5系統(tǒng)框架1.車體的機械結(jié)構(gòu)是整個機器人的框架，它承載所有其他結(jié)構(gòu)，決定其位置和布局，決定機器人轉(zhuǎn)彎、前進和分類包裝的方式，車體機械結(jié)構(gòu)的設計直接決定機器人的性能。2.控制系統(tǒng)是機器人的核心，它決定了機器人在什么條件下做出什么樣的動作。它連接所有傳感設備和動作設備，通過系統(tǒng)判斷做出動作決策。3.分揀驅(qū)動機構(gòu)由托盤和提升電動缸組成，通過螺旋桿的向上運動，將包裝托盤的一側(cè)抬起，通過托盤的傾斜度將包裝落入相應的出口，完成貨物的分揀。分揀機構(gòu)是機器人的責任，是所有設備的最終驅(qū)動機構(gòu)。4.定位導航機構(gòu)相當于機器人的眼睛，它告訴機器人自己的位置和方向。本設計采用基于二維碼定位導航的視覺導航系統(tǒng)，因此定位導航機構(gòu)由工業(yè)攝像機傳感器和二維碼組成。5.供電系統(tǒng)由蓄電池，供電模塊和充電裝置組成..電池是整個機器人的動力源。第三章工業(yè)機器人的定位導航3.1定位技術工業(yè)機器人的定位技術解決了它們被使用的領域，定位技術是指在遠程環(huán)境中安裝傳感器，目的是接收和發(fā)送外部環(huán)境信息。通過數(shù)據(jù)分析，機器人處理即時圖像跟蹤工作，同時還用了關于嵌入過程中環(huán)境模型可用性的相對追蹤技術來跟蹤機器人。（1）相對定位技術與此同時，一種相對追蹤技術描述了機器人在不同感應器接收到的當前位置和初始位置之間的位置。通過計算當前位置信息，也就是結(jié)束了機器人的相對位置。我們有簡單的定位技術原理，但并不依賴于環(huán)境。增加的時間會提高目標的準確度，從而提高距離和持續(xù)時間的相互關聯(lián)。它是一種有點短板的追蹤技術（2）絕對定位技術當前定位技術比廣義相對論更為復雜。機器人通過感應器在未知的全球環(huán)境中收集信息。根據(jù)所選陸地標志的特征，道路標志可以有別于自然或人工標志。啟動導航系統(tǒng)，這些座標會更改環(huán)境自然路標就是以自然環(huán)境的特點為特征的路標。與人工制造的線索不同它們不會改變機器人的周圍環(huán)境。因為這些規(guī)則很簡單、費用低廉，所以在大多數(shù)情況下都適用。3.2導航技術（1）慣性導航由于慣性的導航儀的核心是工業(yè)機器人的陀螺儀和引力，隨著其加速傳播；控制開關在陀螺儀后面一個和傳統(tǒng)的、聰明的慣性導航系統(tǒng)，自動化、智能的工廠，但是慣性導航系統(tǒng)。通過。定期更新陀螺儀和引力是昂貴的。（2）激光導航根據(jù)反射器的存在或不存在，激光導航可分為兩種模式。如果要在路旁準確地定位，工業(yè)機器人就需要發(fā)射激光信號并反射信號，通過一系列幾何操作來確定機器人的外形位置和外形路徑，同時維持機器人飛行時的正確位置和姿勢。環(huán)境靈活多變，適合全球定位，比較靈活，具有較強的場地適應性，它是許多外國制造商的首選。（3）視覺導航這個視覺導航機器人利用工業(yè)攝像機獲得環(huán)境數(shù)據(jù)，處理后識別圖像，利用街角位置的信息來計算和維持它目前的位置，以便控制車輛的行動。這種方法是包含信息、智慧和通用的。圖3-1視覺控制系統(tǒng)構(gòu)架基于對所觀察結(jié)果的分析再結(jié)合工業(yè)機器人分離的條件方面進行著手。利用視覺和手動gps坐標，他們就可以把二進制代碼作為工業(yè)機器人的座標來顯示工作環(huán)境，這樣就可以根據(jù)它們的軌跡信息和標記點來確定機器人的位置。3.3二維碼定位導航為了增加柔性力量、降低維護成本，人們利用了二進制導航和定位跟蹤工業(yè)機器人技術。在幾維的距離內(nèi)將gps坐標插入到一個對應的位置，就像工業(yè)攝像機識別圖像并利用坐標改變機器人的位置和角度，這樣機器人就能發(fā)出兩槍以鎖定和定位。3.3.1二維碼簡介QR二維碼是一種正方形的符號，在工業(yè)機器人的定位當中，通過把位置坐標信息進行封裝到字符串里面，通常四位數(shù)字對應x軸和最后四位數(shù)字對應y軸，這個軸和地面坐標相距。在二維空間中都尊重此選項，以確保機器人能夠在移動時定位當前的方向，用于拍攝車子底部的一個室內(nèi)攝像頭會自動識別并分析通關碼以確定物品的位置。具體坐標二維碼圖像如下圖3-2所示。圖3-2QR二維碼3.3.2圖像處理如果要在發(fā)現(xiàn)qid之前產(chǎn)生氣候，需要有噪聲來識別照相機的圖像，特別是受到光和相機的各種評論的影響。噪音使得它們能夠識別和識別兩種聲音。標準過濾器包括用于進口/進口及護栓的嵌套過濾器，這些嵌套包括縫制、過濾式和中嵌式過濾器。在上面的式子當中就是濾波器灰度值，是濾波后灰度值，是濾波中間值，最后的為閾值。圖3-3中值濾波圖像經(jīng)過濾波后的二維碼圖像噪聲減少，識別相對更加精確，通過對二維碼圖像的掃描解釋，提取二維碼內(nèi)部包含的位置信息，掃描圖像如圖所示，框線為綠色表示掃描成功。圖3-4二維碼掃描通過對二維碼進行掃描是能夠得到工業(yè)機器人的位置坐標，工業(yè)機器人的位置計算要對二維碼凸顯進行特征的提取，要能夠得到上圖3-4所示的ABCD四個角的店在圖像坐標系當中的位置，來確定最后的位置。第四章工業(yè)機器人的路徑規(guī)劃4.1路徑規(guī)劃技術連接工業(yè)機器人的機器傳感器是通過自身感覺來感知周圍環(huán)境的機器人，規(guī)劃行動路線，安全高效地執(zhí)行任務。（1）路徑規(guī)劃分類在運行的過程中，機器人的步法分為基于不同的區(qū)域、功能和算法的。多年來，有關相關的環(huán)境的信息既不被放在動態(tài)路徑，也不被放在靜止的路徑規(guī)劃上。根據(jù)傳感器所能獲得的信息制定環(huán)境模型、事例規(guī)劃和行為學習（2）路徑規(guī)劃步驟通常情況下路徑規(guī)劃有三個步驟：一是路徑構(gòu)建：首先，必須將當前空間轉(zhuǎn)換為機器人認知坐標，以生成全球坐標和機器人坐標之間的投影，然后通過優(yōu)化數(shù)學函數(shù)形成最優(yōu)路徑的投影。二是路徑的搜索：為了構(gòu)建基于環(huán)境模型的路徑，我們使用算法對所謂的路徑進行運算。（3）路徑規(guī)劃中人工智能仿生算法分析1.粒子群算法：這種算法實在上個世紀九十年代被提出啦，通過模擬鳥類的運動，推算出個體之間信息共享和群體運動之間的變化過程，能夠得到最優(yōu)解，PSD的流程如下：一是初始化個體的隨機位置和速度；二是.對個體的適應度進行評價；三是比較個體的適應值和群體的最好位置pbest，擇優(yōu)當做pbest；四是按照二、三步驟不斷對個體速度和位置進行調(diào)整；速度和粒子位置的更新公式如下：其中就是粒子的速度，慣性就是w，c1和c2就是參數(shù)，最優(yōu)值就是，后面的一個為第i個粒子的當前位置。2.遺傳算法：這是一種改進之后的算法，通過模擬生物進化進行問題求解。選擇、交叉和變異是該算法的基本算子。迭代運算是主要的運算手段，該算法克服了其他算法陷入死循環(huán)的缺點，是全局優(yōu)化算法。算法的迭代流程為：Step1.對染色體的適應度進行評價；Step2.以適應度為概率選擇父母雙方；Step3.交叉的雙方染色體的改變，進而產(chǎn)生子代；Step4.染色體的異變；Step5.對上面的二、三、四的步驟進行重復，然后到新的種群產(chǎn)生；結(jié)束了循環(huán)。4.2工業(yè)機器人路徑規(guī)劃4.2.1工業(yè)機器人作業(yè)路線分析在擬議的空間模型里，機器人會以從一號門進貨到目的地的方式運送貨物。當貨運通過上艙的傾卸箱進入和退出那區(qū)域后，任務完成了，機器人將檢測員送回1號航站臺，重新試圖得到樣品任務。如圖4-1所示，圖中出件口被八個坐標點包圍，四只方塊中的任何一顆都能成為機器人裝載的座標機器人根據(jù)判斷條件選擇某一點作為終點開始行駛，到達終點后，開始準備卸貨，包括旋轉(zhuǎn)車身等動作，完成任務后，請求返回。圖4-1機器人工作的模式根據(jù)追求的角度，機器人的選擇過程平均分為追求兩個階段。第一步通過規(guī)劃改進了方案所處的方向，第二步改進了操作方法以降低待辦時間并提高效率。圖4-2單次任務流程圖針對圖4-2中的步驟1通過路徑規(guī)劃進行優(yōu)化，使機器人獲取到達出件口的最佳路徑。該模型應用于包含人工場、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡和A*算法的機器人軌道規(guī)劃。第一步是執(zhí)行機器人的任務描述，因為機器人會通過向右移動從身體的上方控制面板來將包裹移動到待機時。如圖4-3所示。A出件口對應的終點就有n1、2、3、4。圖4-3出件口的細節(jié)結(jié)合特殊任務形式，將路徑規(guī)劃分兩步執(zhí)行：1.通過修飾A*算法，生成四個終點所在的最佳路線。2.計算四個路徑的替代值，選擇成本最小的路徑作為從進口到出口的最佳路徑。4.2.2工業(yè)機器人路勁規(guī)劃方案分類的機器人由來自遠程機器人的聲控控制，因此好幾個機器人必須跟前面的機器人同時通訊，向不同的機器人發(fā)出不同的指令和指令；采用基于C/S架構(gòu)的TCP/IP通訊方式，作為服務器，作為機器人的客戶，遠程運用多種不同的通訊技術，促進機器人和天體之間的通訊。機器人與上位機通信架構(gòu)如圖4-6所示。圖4-6局域網(wǎng)的連接使用A*運算法則來計算機器人的路徑，從而在評估時添加一個方向因子，保證創(chuàng)建的路徑包含最短且速度最少的旋轉(zhuǎn)，并在數(shù)據(jù)庫里存儲最終連接。假設機器人在一號洞口裝載用演算法創(chuàng)建精確的路線，并處理各種信息將通過這個函數(shù)溶化坐標位置。用來保存數(shù)據(jù)，分析最新的路徑，然后以科學的方式論證和固定。第五章工業(yè)機器人控制系統(tǒng)設計5.1通訊方案的設計在卸貨區(qū)工作時機器人應有盡有。智能操作系統(tǒng)可以與任何機器人實時溝通和控制狀態(tài)，并能通過無線網(wǎng)絡和機器人之間傳輸信息。采用基于C/S架構(gòu)的TCP/IP通訊方式，利用socket接口進行通信，“追蹤系統(tǒng)”作為服務器，“機器人”作為客戶使用多線通訊技術確保它們除了追蹤系統(tǒng)之外，還能與更新控制系統(tǒng)溝通。詳細的通信方案：上位機控制系統(tǒng)運行后建立一個偵聽套接字SocketWatch對固定IP及端口號進行偵聽，并建立TreadWatch線程，傳入Watc方法用來循環(huán)監(jiān)聽客戶端的連接，當有客戶端連接時，創(chuàng)建一個新的套接字SocketConnect專門負責跟客戶端通信，并創(chuàng)建通信線程。主要程序如下：SocketSocketWatch=newSocket(AddressFamily.InterNetwork，SocketType.Stream，ProtocolType.Tcp);//建立偵聽套接字IPEndPointendpoint=newIPEndPoint(IP，PORT);//建立節(jié)點ThreadThreadWatch=newThread(WatchConnect);//建立監(jiān)聽線程，并傳入監(jiān)聽方法ThreadThreadCom=newThread(Communication);//創(chuàng)建通信線程要區(qū)分不同的信息類型，程序中所包含的信息就包在袋子里，這包括了不同的信息類型、內(nèi)容及諸如此類。接收該信件的人使用不同的信息處理方式來處理此信件，以避免接力效應。它會在數(shù)位之后接收消息，然后把接收的文字刪除，下一次接收。5.2功能結(jié)構(gòu)設計確定了STM32控制系統(tǒng)與機器人之間的通訊方案之后，設計智能機器系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，與智能控制系統(tǒng)相結(jié)合，路徑規(guī)劃和智能繼電器可以通過本地通訊直接傳輸，主要是通過實時監(jiān)控、后臺數(shù)據(jù)管理、歷史和系統(tǒng)參數(shù)。5.2.1實時監(jiān)控負責維修的分揀機器人可以使用最先進的操作系統(tǒng)進行實時操作，系統(tǒng)會模擬機器人在現(xiàn)場的位置，并繪制出機器人當時的狀況和運行情況。實時在線監(jiān)控是控制模塊、系統(tǒng)用戶和顯示終端設備的模塊，以及信息控制模塊，這些模塊既不影響機器人電勢的計算，也不影響控制電廠的數(shù)據(jù)。圖5-1機器人監(jiān)控界面通過VC的畫圖功能對場地信息及機器人進行模擬，能夠?qū)崟r的監(jiān)控機器人的位置以及狀態(tài)信息，對機器人進行模擬視頻監(jiān)控，經(jīng)過簡單的VC處理和機器人的模擬設備，實時比較機器人的位置和狀況，并將機器人比作模擬監(jiān)控相關的系統(tǒng)設置。機員可以通過拿著監(jiān)控帶觀察機器人的動作，而在下一列則顯示空間翹曲資訊和系統(tǒng)持續(xù)時間。運行狀態(tài)的監(jiān)控界面如圖5-1所示。圖畫中白色的線代表機器人可行駛的路，十字路口則代表無人駕駛的房間里的節(jié)點，按照一個方向進發(fā)，圖中上有紅色和藍色的箭頭，右邊的箭頭則指示道路的方向。下方三個深藍色圓圈指向球門。所有的搜索機器人都要去取他們的包裹。黑道代表入口，符號則代表入口，出口都已經(jīng)固定好了。有些粉紅色的小黑道代表了工人，分配不均勻。紅色代表在等的機器。5.2.2數(shù)據(jù)管理接送包裹的隔離機器人會把目標信息傳遞給上方的機器，后者負責計算入口和出口所在的路線，以及數(shù)據(jù)備份管理機構(gòu)的表層，以顯示數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫里的用戶、路徑和交付量。信息被分成幾條運輸路線和路線一旦到達一個目的地，這些路會有所不同。數(shù)據(jù)管理界面是如下圖5-2所示。圖5-2后臺數(shù)據(jù)管理在上圖當中，選擇的為gopath即投遞時的路徑，數(shù)據(jù)庫里有一個起點和路徑，在數(shù)據(jù)管理中增加數(shù)據(jù)查詢，并為路徑進行自主規(guī)劃。點擊刷新按鈕時，datagridview界面刷新顯示內(nèi)容信息。5.2.3信息記錄歷史資料主要用于存儲那些被稱為快捷中心的物種，以便人員進行檢查。最重要的(七種)記錄、機器人記錄及有關刪除、查詢和出口歷史記錄的記錄；如圖5-3所示.圖5-3歷史記錄介紹的記錄的每次過濾收件人,在早前的時刻負責包裹數(shù)量已交付每個目的地的包裹數(shù)量視乎目的地被送的貨時間和數(shù)量的實體,數(shù)量從每屆的機器人行動將在一個字符串設置,機器人在整個日常工作人數(shù)進一步包裝、較高的包裹數(shù)量的貨物數(shù)量、公里、工作時間和工作時間的記錄。通過各自的坐標和對象，對比不同的經(jīng)過不同坐標點的機器人數(shù)量，可以測量數(shù)據(jù)流量，并以分鐘大小顯示出日本的歷史經(jīng)驗。5.2.4系統(tǒng)參數(shù)設置系統(tǒng)參數(shù)控制模塊允許管理員改變位置信息，特別是當這是用于監(jiān)控控制區(qū)時。圍欄的數(shù)量、顏色和方向都十分恰當。入訪者的人數(shù)、姓名、顏色和卸載方式；如果選擇了這條路那就是箭的大小、風格和顏色請注意區(qū)域狀態(tài)欄的字符串，顏色，大小和位置參數(shù)完成后回復系統(tǒng)完成。5.3工業(yè)機器人的模擬系統(tǒng)為了驗證智能控制系統(tǒng)在快件分揀作業(yè)中的高效性、可行性，需要對智能控制系統(tǒng)與機器人連接進行實驗，由于條件限制，多輛機器人同時作業(yè)與上位機控制系統(tǒng)并行通信無法通過實物進行驗證，并可根據(jù)上位機控制系統(tǒng)的指令進行路徑跟隨、貨物分揀等動作，機器人模擬系統(tǒng)如圖5-4所示。圖5-4機器人模擬系統(tǒng)首先在左上角的文本框中輸入要連接的服務器的IP地址及端口號，由于模擬軟件和STM32控制系統(tǒng)在同一臺電腦上運行，IP地址需要設置和服務器地址一樣。接下來是貨物投遞方式設置，用來模擬進件口工作人員對快件包裹進行投遞，當選擇自動投遞時，人工投遞選項禁用狀態(tài)，自動投遞需要設置快件包裹的投遞時間，0s表示無間隔投遞，間隔時間可選；然后設置快件包裹的投遞總量，可根據(jù)實驗要求進行設置，最后設置進件口和出件口的包裹分配方式，可選擇平均、隨機及自定義三種，隨機方式最為符合實際情況，設置完畢后，點擊開始投遞，則模擬系統(tǒng)自動進行分揀，直至所有包裹投遞完畢；模擬機器人模塊給出了數(shù)十個機器人按鈕，依次命名為“N號機器人”，下方有全部連接和全部斷開按鈕，也可單個進行選擇，圖中選擇前6輛機器人連接，連接成功后機器人按鈕會變成綠色，再次點擊表示斷開連接，如果模擬規(guī)模較大，可點擊添加按鈕，添加機器人數(shù)量。5.4運行實驗通過仿真實驗檢測該路徑規(guī)劃與調(diào)度方案是否可行，并分析機器人數(shù)量對任務執(zhí)行效率的影響，仿真程序與結(jié)果通過智能控制系統(tǒng)與機器人模擬系統(tǒng)聯(lián)立進行。系統(tǒng)設置：首先對上位機智能控制系統(tǒng)的場地參數(shù)進行設置，柵格為15*15，道路為白色，進件口為3個，表現(xiàn)形式為淡藍色圓形，出件口為15個，表現(xiàn)形式為黑色正方形，機器人的表現(xiàn)形式為黑色帶箭頭小圓，箭頭為白色，并為進件口與出件口設置對應的位置。然后對機器人模擬系統(tǒng)參數(shù)進行設置，設置投遞方式為自動投遞，投遞時間為5s，包裹數(shù)量為300，進件口與出件口的包裹分配為隨機，機器人參數(shù)設置不變，連接服務器的IP地址以及端口號為“:8400”。任務設置：設定的包裹總共數(shù)量是有300個，隨機的分為6組，分別在機器人數(shù)量為10/15/25/30/35/40的情況下進行實驗，重復進行30次，智能控制系統(tǒng)和機器人模擬系統(tǒng)如下圖5-5和5-6所示。在進行的30次實驗中，所有任務都順利完成，智能控制系統(tǒng)在開始運行時，需要對機器人發(fā)來的路徑請求進行路徑規(guī)劃，智能控制系統(tǒng)對機器人請求的路徑成功規(guī)劃并保存到了數(shù)據(jù)庫中，并對任務完成及交通沖突發(fā)生時的機器人進行了合理的調(diào)度，保證了所有機器人高效、有序地進行作業(yè)任務，驗證了本快件分揀作業(yè)模式下路徑規(guī)劃及智能調(diào)度方法的可行性。圖5-5智能控制西戎運行界面圖圖5-6機器人模擬系統(tǒng)界面圖智能控制系統(tǒng)對機器人請求的路徑成功規(guī)劃并保存到了數(shù)據(jù)庫中，并對任務完成及交通沖突發(fā)生時的機器人進行了合理的調(diào)度，研究機器人在中小分揀中心作業(yè)的定位導航技術及路徑規(guī)劃和調(diào)度方案，在此基礎上開發(fā)