Riassunto analitico
In contesti industriali, il ruolo svolto dai veicoli a guida automatizzata sta diventando sempre più rilevante, grazie al miglioramento della loro precisione e velocità. Questo lavoro di tesi nasce dalla necessità di un'azienda leader del settore dell'intralogistica riguardante l'ottimizzazione del tempo di percorrenza dei veicoli automatici lungo un percorso. Il tempo di percorrenza dipende da due fattori: la forma della curva e le capacità cinematiche del veicolo stesso. Inoltre, è di particolare interesse la possibilità di generare traiettorie prive di collisioni, se sono presenti ostacoli. Sono state usate curve polinomiali di settimo grado. È stato creato un problema di ottimizzazione, tenendo conto dei vincoli cinematici e dei vincoli di collisione. L'algoritmo è stato implementato in linguaggio C ++, attraverso la creazione di una libreria dinamica, che è stata importata nel layout designer dell'azienda.
Una volta ottimizzata la forma del percorso, il tempo di percorrenza può essere ulteriormente ottimizzato mediante la creazione di un profilo di velocità dinamico. L'algoritmo che genera il profilo di velocità dinamico tiene conto dei limiti di velocità dovuti alle capacità cinematiche del veicolo e, dato un segmento, lo divide in sottosegmenti, con limiti minimi / massimi locali per la velocità del veicolo, in modo da sfruttare al massimo le prestazioni del veicolo. Inoltre, l'algoritmo verifica che i vincoli per l'accelerazione delle ruote siano rispettati, riducendo iterativamente l'accelerazione del veicolo. Questo algoritmo è stato implementato in linguaggio C#, al fine di includerlo nel layout designer dell'azienda.
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Abstract
The role played by automatic guided vehicles in industrial contexts is becoming more and more relevant, due to the improvement in their precision and speed. This work of thesis is based on the necessity of a company leader in the field of intra-logistics to optimize the travel time of an automatic vehicle along a trajectory. The travel time depends on two factors: the shape of the curve, and the kinematic capabilities of the vehicle itself. Moreover, it is of particular interest the possibility to generate collision-free trajectories, if obstacles are present. 7th order polynomials curves have been used. An optimization problem has been created, taking into account kinematic constraints and collision constraints. The algorithm has been implemented in C++ language, through the creation of a dynamic library, which has been imported into the company's layout designer.
Once the path shape has been optimized, the travel time can be further optimized by the creation of a dynamic velocity profile. The algorithm that generates the dynamic velocity profile takes into account the velocity limits due to the kinematic capabilities of the vehicle, and, given a path segment, divides it into sub-segments with local minima/maxima values for the vehicle velocity, to fully exploit the vehicle capabilities. Furthermore, the algorithm verifies that the constraints for the acceleration of the wheels are respected, reducing iteratively the acceleration of the vehicle. This algorithm has been implemented in C# language, in order to include it into the company's layout designer.
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