張國(guó)政 李寧 曹智坤 李航 王真?zhèn)?/p>

摘要：隨著現(xiàn)代電子商務(wù)和現(xiàn)代工業(yè)制造與自動(dòng)化等人工智能行業(yè)的快速健康發(fā)展，對(duì)人工智能數(shù)據(jù)自動(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究和需求已經(jīng)變得越來(lái)越緊迫。同時(shí)，人工智能已經(jīng)逐漸成為了國(guó)家智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略，而人工智能存儲(chǔ)機(jī)器人已經(jīng)逐漸成為了人工智能自動(dòng)化領(lǐng)域當(dāng)前的研究重點(diǎn)和其發(fā)展戰(zhàn)略方向。本文主要建立在動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃的算法上和靜態(tài)a*路徑規(guī)劃算法上，基于多移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)化智能機(jī)器人存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究已經(jīng)逐漸成為了智能機(jī)器人制造業(yè)的研究熱點(diǎn)和未來(lái)發(fā)展的重要方向。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算法;A*演算法

中圖分類(lèi)號(hào)：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）13-0074-01

1引言

1950年代，美國(guó)的數(shù)學(xué)家理查德貝爾曼（richardbellman）等人基于一種動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)知識(shí)，提出了一種使用該設(shè)計(jì)算法的移動(dòng)機(jī)器人的路徑改進(jìn)規(guī)劃設(shè)計(jì)通過(guò)利用matlab方法進(jìn)行的仿真，驗(yàn)證了所提出的多移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)同系統(tǒng)路徑規(guī)劃的方法和機(jī)器人訂單安排路徑規(guī)劃方法的實(shí)際可行性。經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)對(duì)比和實(shí)驗(yàn)，最終結(jié)果證明，該路徑規(guī)劃方法的應(yīng)用可以有效地提高多移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同系統(tǒng)和大型智能倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人系統(tǒng)的工作效率。

2A*演算法

這些算法主要在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域直接在occupancy grid grid map中計(jì)劃（簡(jiǎn)單地說(shuō)就是可以理解為二值地圖的像素矩陣），結(jié)點(diǎn)的估價(jià)函數(shù)定義為：

f（v）=d（v）+h（v）

其中d（是從起點(diǎn)到當(dāng)前結(jié)點(diǎn)。的實(shí)際權(quán)值訪）是從當(dāng)前結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)的最小權(quán)值路徑的估計(jì)，若估計(jì)權(quán)值函數(shù)h〈v>=0，A *算法退化為改進(jìn)的迪杰斯特拉算法，如上節(jié)所述，估價(jià)函數(shù)的權(quán)值可選擇小同的量，如可選擇旅行時(shí)間或距離等，算法的目標(biāo)是使這些量最小化。[1]

這種的分階段分層次的狀態(tài)點(diǎn)求解可視圖方法可以使復(fù)雜的狀態(tài)點(diǎn)路徑曲線規(guī)劃問(wèn)題在設(shè)計(jì)上得到了極大的簡(jiǎn)化。在可視圖求解的工作過(guò)程中對(duì)傳統(tǒng)的可視圖計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，在可視圖分析多種的情況下最終總結(jié)了對(duì)各階段的狀態(tài)點(diǎn)進(jìn)行確定的有效計(jì)算方法。從而大大減少了可視圖計(jì)算方法的數(shù)量，并通過(guò)對(duì)實(shí)例的分析證明了該計(jì)算方法的優(yōu)點(diǎn)和可行性.從而可以使機(jī)器人的工作效率和可靠性變得更高，克服了以前的倉(cāng)庫(kù)管理機(jī)器人的不足[2] 。

3動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算法

1）權(quán)值估價(jià)函數(shù)的選擇

在A*算法中，權(quán)值估價(jià)函數(shù)為：

f（v）=d（v）+h（v）

其中d是從起點(diǎn)到當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的實(shí)際權(quán)值是從當(dāng)前結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)的最小權(quán)值路徑的估計(jì)。

但在實(shí)際的應(yīng)用中，權(quán)值并不一定就是路徑最短，而是經(jīng)常會(huì)有多種可能，比如旅行時(shí)間最短。因此需要針對(duì)不同權(quán)值的選擇設(shè)計(jì)不同的權(quán)值估價(jià)函數(shù)。[3]

道路的旅行速度和時(shí)間最短：這種權(quán)值估價(jià)函數(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠保證從道路的起點(diǎn)開(kāi)始一直到終點(diǎn)的道路旅行速度和時(shí)間盡量最短。在本文中，路況信息的實(shí)際情況可以表示為一條道路上當(dāng)前行駛車(chē)輛的實(shí)際行駛的速度，而這條道路的實(shí)際行駛長(zhǎng)度一般是人為己知的，因此只要結(jié)合上述兩個(gè)權(quán)值參數(shù)就完全可以直接求出一條道路的實(shí)際旅行速度和時(shí)間了，其中常用的估價(jià)權(quán)值函數(shù)的設(shè)計(jì)方法如下[4] ：

d（v）=∑di（v）Vi（v）

h（v）=d（v）V（v）

其中di為道路i的長(zhǎng)度，v?。榈缆穒的行駛速度;為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。到終點(diǎn)的距離，）為估計(jì)的最大行駛平均速度。

起點(diǎn)和終點(diǎn)問(wèn)題

在現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中，起點(diǎn)或終點(diǎn)不一定就在實(shí)際的道路上，這主要有兩方面的原因：一是GPS本身存在的定位誤差使得點(diǎn)不在道路上拐一個(gè)是起點(diǎn)或終點(diǎn)本身在道路周邊的設(shè)施點(diǎn)上，如某個(gè)停車(chē)場(chǎng)或加油站。解決這個(gè)問(wèn)題的一般的辦法是分別對(duì)起點(diǎn)和終點(diǎn)先做一次地圖匹配，將它們匹配到附近的道路上去，這樣就可以利用路徑規(guī)劃算法計(jì)算路徑了。

道路的轉(zhuǎn)彎限制和單行道限制[5]

本文的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是專用的轉(zhuǎn)彎限制導(dǎo)航路網(wǎng)的模型并對(duì)具有較大轉(zhuǎn)彎的限制和單行高速道路的導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)支持非常好，這就給導(dǎo)航路網(wǎng)算法的使用帶來(lái)了很大的方便，算法本身不需要在設(shè)計(jì)上作任何的調(diào)整或者改動(dòng)就已經(jīng)可以有效的避開(kāi)那些具有較大轉(zhuǎn)彎限制的高速道路或單行道。

4行業(yè)與市場(chǎng)前景

隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，為滿足更多企業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)需求，一些具備技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化能力的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始與政府和海內(nèi)外企業(yè)聯(lián)合，推動(dòng)技術(shù)共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提升的趨勢(shì)開(kāi)始逐步顯現(xiàn)。

第一點(diǎn)：通過(guò)云端來(lái)與機(jī)器人進(jìn)行溝通，使其能夠自動(dòng)駕駛和自我導(dǎo)航[7]，有WiFi就可以工作，顯的輕便。

第二點(diǎn)：能夠保障整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域的全流程的自動(dòng)化，而不是僅僅只做貨物搬運(yùn)。

第三點(diǎn)，也是他們的亮點(diǎn)，就是可以跟人類(lèi)一起工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]一種基于實(shí)時(shí)路況信息的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算法 雷東升 諸彤宇 北京工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)院北京航空航天大學(xué)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2008-04

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作者簡(jiǎn)介： 張國(guó)政 （大連東軟信息學(xué)院 信息管理與信息系統(tǒng)系，遼寧省大連市 郵編116023）（2000.10--），男，漢族，內(nèi)蒙古呼和浩特人，本科學(xué)生，主要研究數(shù)學(xué)建模和信息管理與信息及大數(shù)據(jù)分析。

李寧 （大連東軟信息學(xué)院 信息管理與信息系統(tǒng)，遼寧省大連市 郵編116023）（1981.11--），女，漢族，遼寧錦州人，講師，碩士，主要從事思想政治教育研究。

曹智坤 （大連東軟信息學(xué)院 信息管理與信息系統(tǒng)系，遼寧省大連市 郵編116023）（2001.07--），男，漢族，河北唐山人，本科學(xué)生，主要研究數(shù)學(xué)建模和信息管理與信息及大數(shù)據(jù)分析。

李航（大連東軟信息學(xué)院信息管理與信息系統(tǒng)系，陜西省 漢中市 723600）（2000.02.23）男，漢族，陜西漢中人 本科。

王真?zhèn)ィù筮B東軟信息學(xué)院信息管理與信息系統(tǒng)系，貴州省仁懷市564500）（2001.05.23），男，漢族，貴州仁懷人，本科。