44、费斯托赞助的RoboCup物流联赛：竞争性工厂自动化测试平台

费斯托赞助的RoboCup物流联赛：竞争性工厂自动化测试平台

1. 引言

自动化领域的新趋势是更广泛地部署网络物理系统（CPS），它将计算与物理过程相结合。这些系统包含嵌入式计算机和网络，用于监控和控制物理过程，在辅助生活、先进汽车系统、节能、环境和关键基础设施控制或制造业等领域有广泛应用。在自动化环境的物流场景中，CPS也有重要应用。随着生产从大规模生产向定制化产品转变，自动化过程面临的挑战增加，这为移动机器人参与制造过程提供了机会。

费斯托赞助的RoboCup物流联赛（LLSF）应运而生。在这个联赛中，机器人团队需要根据生产计划，将半成品从一台机器运输到另一台机器，以生产最终产品。比赛场地约为5.6 m × 5.6 m，最多由三个机器人组成的团队在其中运行。半成品由带有RFID标签的圆盘表示，每个圆盘处于特定状态，从原材料到中间步骤再到最终产品。机器人无法直接读取圆盘状态，需要团队内的机器人进行跟踪和通信。

LLSF提出了许多有趣的研究问题，包括机器人的自主性、圆盘检测、机器状态识别、定位、导航、避障、计算机视觉等基本机器人问题，以及生产计划调度、资源冲突避免、机器人间通信等。此外，联赛还在不断发展，引入了规则变化和自动化裁判系统等。

2. CPS与物流挑战

数字设备已经渗透并改变了私人和工业世界，几乎每个过程都由数字设备支持、控制或监控。在此基础上发展起来的网络物理系统（CPS），使系统中的每个实体都配备了合适的硬件和软件，能够自主地与环境交换信息，从被动元素转变为主动代理，实现分散控制，提高受影响过程的灵活性和鲁棒性。

CPS在物流场景中具有显著优势，能够促进透明度和鲁棒性。货物或材料可以携带地址信息、处理指