（同济大学 机械与能源工程学院，上海 201800）

0 引言

跨层作业逐渐成为仓储物流提高效率的趋势之一。ADAPTO是范德兰德公司为了减轻企业仓储配送压力而专门设计的一款创新的3D穿梭小车。ADAPTO逐渐弱化了仓储系统层与层、巷道与巷道之间的隔离，同一个3D穿梭车可以自由的穿梭于货架任意位置，不局限于巷道与层之间。同样，瑞士的建筑五金供应商SFS采用的跨层穿梭车系统，立库有17层，这17层仅配备了3台穿梭车，共5个巷道，整个立库仅用15台穿梭车，系统设计不仅降低成本，作业效率也非常高[1]。跨层作业极大地增加了拣选作业的灵活性。

具有3维空间运动能力的典型移动机器人，现在研究较多的是各类空间和水下机器人。其中，智能程度较高的包括MAV、UAV、UUV、AUV等[2]。智能仓储物流领域使用拣选机器人十分广泛，但大部分路径规划研究局限于二维路径规划，类似跨层作业此类约束较少甚至无约束的通用仓储模型三维路径规划少有研究涉及，本文提出一种通用的仓库拣选三维路径规划模型，并设计了与之匹配的寻优算法。

1 问题分析

1.1 仓储环境描述

通用立体仓库模型中的拣选小车路径规划问题是一个三维路径规划，目前研究较多的是无人机（UAV）的三维路径规划，仓储环境下的全地图三维路径规划研究并不多见。无人机三维路径规划的环境威胁包括地图环境威胁、雷达侦查威胁、敌军导弹辐射范围威胁等。仓储拣选设备的路径规划与之对比，显然仓库里的拣选车辆路径比较规则，通常只有水平、竖直直线运动，相比于无人机的飞行轨迹较为简单，一个无人机的路径选择在栅格空间中可以有26个方向[3]（如图1所示）。……