Phát triển thuật toán điều khiển chuyển động cho hệ thống multi-AGV

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về hệ Multi-AGV và đặt vấn đề

1.2. Phạm vi của đề tài

1.3. Các công trình nghiên cứu liên quan

1.4. Nhìn nhận vấn đề

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MÔ HÌNH HOÁ

2.1. Tổng quan kiến trúc hệ Multi-AGV

2.2. Các nhiệm vụ cốt lõi trong hệ thống AGV

2.3. Lập kế hoạch đường dẫn và giải thuật tìm đường đi ngắn nhất

2.3.1. Thuật toán Dijkstra cổ điển

2.3.3. Thuật toán Dijkstra mở rộng

2.4. Lập kế hoạch chuyển động

2.4.1. Nhận diện và tránh va chạm

2.4.2. Nhận diện và tránh kẹt cứng (deadlock)

2.5. Mô hình hoá không gian làm việc hệ Multi-AGV

2.5.1. Tổng quan về không gian làm việc

2.5.2. Mô hình hoá sa bàn Cross docking tại khu vực AGV Driving Space

2.6. Mô hình toán AGV ứng dụng trong sa bàn Cross docking và điều khiển AGV bám theo đường dẫn đã hoạch định

2.6.1. Mô hình toán AGV ứng dụng trong sa bàn Cross docking

2.6.2. Điều khiển AGV bám theo đường dẫn đã hoạch định

2.7. Mô hình toán giao động của hệ kiện hàng và AGV

3. CHƯƠNG 3: GIẢI THUẬT LẬP KẾ HOẠCH CHUYỂN ĐỘNG CÓ TÍNH TOÁN ĐẾN THỜI GIAN GIA TỐC CỦA AGV VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA KIỆN HÀNG

3.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển

3.2. Khối chức năng lên lịch trình chuyển động (Motion Planning)

3.3. Giải thuật lập kế hoạch chuyển động cho AGV có xét đến thời gian gia tốc và khối lượng kệ hàng

3.3.1. Giải thuật xác định thời gian di chuyển ∆𝒕𝒊𝒎𝒆 giữa 2 node liền kề trên đoạn đường

3.3.2. Thuật toán xâu chuỗi thời điểm AGV di chuyển đến các node

3.3.3. Phân loại và nhận diện các loại va chạm

3.3.4. Phương án xử lý cho từng loại va chạm

4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ

4.1. Môi trường mô phỏng và các thông số

4.2. So sánh sự chênh lệch thời gian giữa giải thuật lập kế hoạch chuyển động Zheng Zhang (Z.Z) và thực tế chuyển động của AGV

4.2.1. Trường hợp 1: AGV rẽ 90°, sau đó di chuyển trên một đoạn đường ngắn (AGV trống)

4.2.2. Trường hợp 2: AGV rẽ 180°, sau đó di chuyển trên một đoạn đường ngắn (AGV trống)

4.2.3. Trường hợp 3: AGV di chuyển thẳng trên một đoạn đường dài (AGV trống)

4.2.4. Trường hợp 4: AGV di chuyển trên tuyến đường nhiều điểm rẽ (AGV mang tải nặng)

4.2.5. Trường hợp 5: AGV di chuyển thẳng trên một đoạn đường khi mang tải trọng khác nhau

4.3. Sự nâng cao độ chính xác trong phán đoán va chạm của giải thuật lập kế hoạch chuyển động cải tiến

4.3.1. Ví dụ 1: Va chạm giao lộ

4.3.2. Ví dụ 2: Va chạm đối đầu trực tiếp

4.4. So sánh về đáp ứng chuyển động của AGV trước và sau khi áp dụng thuật toán cải tiến

4.4.1. Mô hình hoá hệ AGV – kiện hàng & bộ điều khiển tuân thủ thời gian hoạch định

4.4.2. So sánh đáp ứng chuyển động của AGV sau khi áp dụng giải thuật lập kế hoạch chuyển động Z.Z và giải thuật cải tiến

4.5. So sánh về tính ổn định của kiện hàng trên AGV trước và sau khi áp dụng giải thuật cải tiến

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ PHÁT TRIỂN

CÔNG BỐ KHOA HỌC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về phát triển thuật toán điều khiển AGV hiệu quả

Hệ thống Multi-AGV (Automated Guided Vehicle) đang trở thành xu hướng trong ngành công nghiệp hiện đại. Sự phát triển của công nghệ đã tạo ra nhu cầu ngày càng cao về việc tối ưu hóa các thuật toán điều khiển cho các AGV. Việc phát triển thuật toán điều khiển chuyển động cho hệ thống Multi-AGV không chỉ giúp tăng cường hiệu suất mà còn giảm thiểu rủi ro va chạm và nâng cao tính ổn định trong quá trình vận chuyển hàng hóa.

1.1. Khái niệm và vai trò của hệ thống Multi AGV

Hệ thống Multi-AGV là tập hợp các robot tự hành hoạt động đồng thời trong một không gian làm việc. Chúng có vai trò quan trọng trong việc tự động hóa quy trình vận chuyển, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho doanh nghiệp.

1.2. Lợi ích của việc phát triển thuật toán điều khiển AGV

Phát triển thuật toán điều khiển AGV mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu va chạm, tối ưu hóa lộ trình di chuyển và nâng cao hiệu suất làm việc. Điều này không chỉ giúp cải thiện quy trình sản xuất mà còn đảm bảo an toàn cho người lao động.

II. Thách thức trong việc điều khiển hệ thống Multi AGV

Mặc dù hệ thống Multi-AGV mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc điều khiển chúng cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như va chạm giữa các AGV, deadlock và sự không đồng bộ trong quá trình di chuyển là những vấn đề cần được giải quyết triệt để.

2.1. Vấn đề va chạm giữa các AGV

Va chạm giữa các AGV có thể xảy ra do sự không đồng bộ trong quá trình lập kế hoạch và thực hiện di chuyển. Điều này đòi hỏi các thuật toán phải có khả năng dự đoán và xử lý tình huống kịp thời.

2.2. Tình trạng deadlock trong hệ thống AGV

Deadlock xảy ra khi các AGV không thể di chuyển do bị chặn bởi các AGV khác. Việc phát hiện và xử lý deadlock là một thách thức lớn trong việc tối ưu hóa hệ thống Multi-AGV.

III. Phương pháp tối ưu hóa thuật toán điều khiển AGV

Để giải quyết các vấn đề trong việc điều khiển hệ thống Multi-AGV, nhiều phương pháp đã được đề xuất. Các phương pháp này tập trung vào việc tối ưu hóa lập kế hoạch chuyển động và cải thiện khả năng nhận diện va chạm.

3.1. Thuật toán lập kế hoạch chuyển động hiệu quả

Thuật toán lập kế hoạch chuyển động cần xem xét các yếu tố như gia tốc và khối lượng tải của AGV. Việc này giúp tăng cường độ chính xác trong việc dự đoán lộ trình di chuyển.

3.2. Giải pháp nhận diện và tránh va chạm

Các giải pháp nhận diện va chạm sử dụng cảm biến và thuật toán thông minh để phát hiện và xử lý các tình huống nguy hiểm, từ đó giảm thiểu rủi ro va chạm giữa các AGV.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống Multi AGV

Hệ thống Multi-AGV đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất, kho bãi và logistics. Việc ứng dụng này không chỉ giúp tăng cường hiệu suất mà còn cải thiện tính linh hoạt trong quy trình làm việc.

4.1. Ứng dụng trong ngành sản xuất

Trong ngành sản xuất, hệ thống Multi-AGV giúp tự động hóa quy trình vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu chi phí.

4.2. Ứng dụng trong logistics

Hệ thống Multi-AGV cũng được sử dụng trong logistics để tối ưu hóa quy trình phân phối hàng hóa, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí vận chuyển.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của hệ thống Multi AGV

Hệ thống Multi-AGV đang có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai. Việc cải tiến thuật toán điều khiển sẽ giúp nâng cao hiệu suất và tính ổn định của hệ thống, từ đó đáp ứng tốt hơn nhu cầu của thị trường.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ AGV

Công nghệ AGV sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo và học máy, giúp cải thiện khả năng tự động hóa và tối ưu hóa quy trình làm việc.

5.2. Tương lai của hệ thống Multi AGV trong ngành công nghiệp

Hệ thống Multi-AGV sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp 4.0, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và đáp ứng nhanh chóng nhu cầu của thị trường.

Luận văn thạc sĩ về phát triển thuật toán điều khiển chuyển động cho hệ thống multi-AGV nhằm tránh va chạm và tăng cường ổn định