基于深度Q网络的多起点多终点AGV路径规划

来源：计算机集成制造系统杂志2023年第8期北京时间：

作者：黄岩松, 姚锡凡, 景轩, 胡晓阳

单位：华南理工大学机械与汽车工程学院

摘要：自动引导小车(AGV)在工厂中承担不同节点之间的物料运输工作,在考虑全局路径最优的情况下需要对AGV进行多起点多终点的路径规划。针对现有深度强化学习算法研究多考虑单起点达到单终点的路径规划情况,涉及多起点多终点的情况时泛化性能较差的问题,提出一种基于深度Q网络(DQN)的AGV全局路径规划求解模型。首先通过改进算法的输入的AGV状态和改进奖励函数的设置提升算法收敛的效率;再利用改变训练初始点位置的方式提升数据的丰富度和模型对环境的感知程度,并以此提升模型对不同起点单个终点环境下路径规划的泛化能力;最后在训练过程中插入不同终点下AGV的状态数据,以获得模型对多终点路径规划的能力。通过在不同规模环境下的仿真与A*算法和快速扩展随机树算法的对比实验和模型的扩展性实验,验证了该方法在多终点情况下的路径规划能力。

关键词：深度强化学习,深度Q网络,多终点,自动引导小车,路径规划

基金资助：国家自然科学基金委员会与英国爱丁堡皇家学会合作交流资助项目(51911530245);广东省基础与应用基础基金资助项目(2021A1515010506,2022A1515010095)。