綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù),將物流業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合孕育出的物流新模式——智慧物流,已成為我國現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分,是支撐國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎性產(chǎn)業(yè)與戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。
本書聚焦智慧物流場景,以物流機器人為載體,融合自動控制、人工智能、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及智能算法等多領域知識,系統(tǒng)闡述智慧物流機器人的嵌入式系統(tǒng)應用、傳感器融合技術(shù)、運動控制機構(gòu)以及群體智能算法原理,并以多機器人物流實訓平臺為依托,以實際案例為驅(qū)動,深入解讀智能機器人的設計思路與實現(xiàn)方法。
本書可作為高等職業(yè)院校人工智能技術(shù)應用、智能物流技術(shù)等專業(yè)的教學用書,也可供相關專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
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本書遵循職業(yè)教育教材編寫規(guī)律和職業(yè)院校學生學習規(guī)律,配套齊全
2022年,國務院辦公廳印發(fā)了《“十四五”現(xiàn)代物流發(fā)展規(guī)劃》,從國家層面提出大力發(fā)展智慧物流新領域。黨的二十大報告指出,深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,開辟發(fā)展新領域新賽道,不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。
大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展與國家的政策支持促進了智慧物流這一新興領域的快速發(fā)展,智能設備逐漸替代傳統(tǒng)物流行業(yè)的一線基礎性崗位,物流行業(yè)人才需求也在發(fā)生多元化變革。未來的物流人才是既要熟悉物流運作場景,又要具備物流專業(yè)知識與智慧物流系統(tǒng)設計、研發(fā)、實現(xiàn)等實踐能力的復合型人才。
智慧物流行業(yè)的復合型人才需求對人才培養(yǎng)方式和培養(yǎng)內(nèi)容提出了更高的要求。傳統(tǒng)物流教材側(cè)重理論知識講解,抽象的物流理論知識難以與實際情境相結(jié)合,沒有足夠的實踐基礎和案例支持,不利于抽象理論的具體化與學習者對實際技能的掌握,不利于新模式下的智慧物流復合型人才培養(yǎng)。本書立足于真實的物流情境,以自研的物流機器人為載體,依托與實際物流場景一致的仿真教學軟硬件平臺,以物流項目為驅(qū)動,全面培養(yǎng)學習者的智慧物流體系設計思維、嵌入式系統(tǒng)機電設計與開發(fā)能力、物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技能與人工智能算法研發(fā)等能力。學習者可基于物流仿真平臺,低成本切入物流實踐學習,既不需要大型基礎設施的投入,又可直觀體驗物流操作環(huán)境,在行業(yè)真實應用場景中,深入理解智慧物流系統(tǒng)、物流機器人的架構(gòu)設計原理,在實際動手調(diào)試算法的過程中,掌握物流系統(tǒng)開發(fā)相關技能,從物流系統(tǒng)化專業(yè)知識、核心技術(shù)綜合實踐能力和創(chuàng)新能力等方面全方位培養(yǎng)其綜合素養(yǎng)。
本書由編者與北京賽曙科技有限公司協(xié)作研發(fā),編者負責本書理論架構(gòu)設計與內(nèi)容審校,北京賽曙科技有限公司負責物流機器人原型及場景設計、功能開發(fā)實現(xiàn)、實訓項目開發(fā),最終在人工智能行業(yè)相關專家的指導下完成本書的編寫。本書由北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院李林琛、李淼擔任主編;北京賽曙科技有限公司王洪陽,北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院王俊、黃歡擔任副主編;北京賽曙科技有限公司廖騰均、劉舸、馬忠臣、楊世壯、佟志超、陳逸,北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院張云龍、高娜娜參與了編寫。
本書共4部分,計14章。第1部分為智慧物流系統(tǒng)架構(gòu)設計,主要介紹智慧物流的概論與倉儲體系架構(gòu);第2部分為物流機器人機電設計,主要闡述物流機器人的傳感器應用、控制決策與運動行駛方式;第3部分為機器人組網(wǎng)與軟件控制,重點介紹無線組網(wǎng)與人機交互方式;第4部分為智能算法與系統(tǒng)仿真,詳細闡述多機器人路徑規(guī)劃與群體智能算法。
由于編者水平有限,書中疏漏之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
編者
職業(yè)院校教師
前言
第1部分智慧物流系統(tǒng)架構(gòu)設計
第1章智慧物流概論2
第1節(jié)智慧物流2
第2節(jié)智能化倉儲5
第3節(jié)智慧物流前沿技術(shù)6
總結(jié)與評價9
第2章智能倉儲體系架構(gòu)11
第1節(jié)智能倉儲系統(tǒng)11
第2節(jié)智能倉儲系統(tǒng)架構(gòu)設計13
總結(jié)與評價17
第2部分物流機器人機電設計
第3章機器人信息感知19
第1節(jié)信息感知與傳感器19
第2節(jié)自身信息感知20
第3節(jié)環(huán)境信息感知24
第4節(jié)多傳感信息融合25
總結(jié)與評價28
第4章機器人控制決策30
第1節(jié)嵌入式控制系統(tǒng)30
第2節(jié)物流機器人控制決策38
總結(jié)與評價40
第5章機器人運動行駛42
第1節(jié)物流機器人運動方式42
第2節(jié)電動機控制原理43
總結(jié)與評價47
第3部分機器人組網(wǎng)與軟件控制
第6章無線組網(wǎng)通信50
第1節(jié)通信技術(shù)50
第2節(jié)通信方式52
第3節(jié)物流機器人與控制端軟件通信內(nèi)容56
總結(jié)與評價57
第7章人機交互接口59
第1節(jié)電子人機交互方式59
第2節(jié)應用軟件控制與編程62
總結(jié)與評價76
第4部分智能算法與系統(tǒng)仿真
第8章多機器人系統(tǒng)與群體智能78
第1節(jié)多機器人系統(tǒng)78
第2節(jié)群體智能80
第3節(jié)多機器人物流系統(tǒng)智能算法應用82
總結(jié)與評價84
第9章單機器人路徑規(guī)劃86
第1節(jié)路徑規(guī)劃86
第2節(jié)盲目式搜索與啟發(fā)式搜索87
總結(jié)與評價110
第10章多機器人路徑規(guī)劃111
第1節(jié)多機器人路徑規(guī)劃簡介111
第2節(jié)協(xié)同調(diào)度114
總結(jié)與評價116
第11章多機器人協(xié)同調(diào)度——遺傳算法117
第1節(jié)遺傳算法117
第2節(jié)算法評價120
總結(jié)與評價123
第12章多機器人協(xié)同調(diào)度——粒子群算法124
第1節(jié)粒子群算法124
第2節(jié)算法評價130
總結(jié)與評價131
第13章多機器人協(xié)同調(diào)度——蟻群算法132
第1節(jié)蟻群算法132
第2節(jié)算法評價137
總結(jié)與評價139
第14章智能算法綜合比較140
第1節(jié)路徑規(guī)劃算法效果比較140
第2節(jié)任務分配算法效果比較144
總結(jié)與評價148
參考文獻149