基于多种导航技术混合的AGV系统设计

发布时间：2017-03-20 12:04

  本文关键词：基于多种导航技术混合的AGV系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着劳动力成本的上升和技术水平的提高,物流仓储行业的自动化程度正不断提高。作为仓库物流的核心设备,自动导航车(automated guided vehicle,简称AGV)的应用范围和技术水平得到了迅猛的发展,并在提高运输效率、缩短生产周期和节约成本等多方面起到了显著的作用。本文结合当前热点,介绍了AGV仓库物流系统的研究现状,探讨了该系统的相关设计原理,在此基础上,设计了基于嵌入式控制系统的AGV单机,并建立了多AGV通信,旨在实现完整的混合式自动导航AGV管理系统。主要研究内容包含四部分：1、混合导航AGV系统的框架设计；2、磁导航AGV的整机设计和导航实现；3、基于QR码(即快速响应二维码,quick response code)的视觉定位实现；4、多AGV的通信系统搭建。首先,本文提出了一种基于可切换磁导航和视觉导航的AGV系统框架,使用视觉导航进行站点识别,而在干道上使用磁条导航,并确定了该系统的主要技术。然后是磁导航AGV的整机设计。开发了嵌入式AGV主控板,与多传感器配合形成了完整的AGV硬件控制系统；使用增量式PID算法进行运动控制,形成了具有磁条寻迹,自主避障,无线遥控功能的磁导航AGV单机；制定了路径铺设规则和地图表示方式,使用路由算法进行路径规划,实现了AGV的自主导航。接着,针对电商仓库的实际情景,开发了基于二维码栅格地图的视觉定位功能。在视觉导航系统框架下,自主开发了二维码的高速扫描仪,对AGV进行离散定位；结合惯性导航信息和离散坐标信息,对AGV的位置进行连续跟踪；使用视觉信息进行精确定位,实现AGV的准确停靠,旋转功能。另外,从路径规划和AGV状态监控的需求出发,确定AGV单机与服务器的通讯内容和格式；搭建基于web框架的服务器,实现AGV的注册和信息存储功能；编写AGV客户端程序,实现与服务器的通信。最后,本文总结了当前研究的成果和创新点,并提出了存在的不足,以作为后续研究工作的重点。
【关键词】：自动导航车 仓库物流 磁导航 视觉定位 通信系统
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 引言14
• 1.2 AGV系统的研究现状14-17
• 1.3 研究内容17-19
• 1.3.1 混合导航AGV系统的框架设计17
• 1.3.2 磁导航AGV的整机设计和导航实现17-18
• 1.3.3 基于QR码的视觉定位实现18
• 1.3.4 多AGV通信系统搭建18-19
• 1.4 结构安排19-20
• 第2章 混合导航AGV系统总体方案20-27
• 2.1 基于混合导航的AGV物流系统20-22
• 2.2 磁导航技术方案确定22-24
• 2.3 视觉导航技术方案确定24-25
• 2.3.1 视觉导航方案概述24-25
• 2.3.2 视觉导航技术方案讨论25
• 2.4 路径规划算法确定25-27
• 第3章 磁导航AGV整机设计和导航实现27-46
• 3.1 磁导航AGV的基本参数27-28
• 3.2 磁导航AGV的整机设计28-33
• 3.2.1 磁导航AGV的机械设计28-29
• 3.2.2 磁导航AGV的硬件模块29-33
• 3.3 磁导航AGV的功能开发33-43
• 3.3.1 导航功能实现34-39
• 3.3.2 站点检测实现39-41
• 3.3.3 自主避障实现41-42
• 3.3.4 蓝牙无线遥控42-43
• 3.4 磁导航AGV运行测试43-45
• 3.4.1 寻迹实验测试结果43-44
• 3.4.2 读地标实验测试结果44-45
• 3.4.3 分岔识别测试结果45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 基于QR码的视觉定位实现46-67
• 4.1 仓库物流场景下的视觉导航方案46-48
• 4.2 QR码编解码实现48-51
• 4.2.1 QR码与zbar库概述48-49
• 4.2.2 图像采集49-50
• 4.2.3 QR码编解码实现50-51
• 4.3 基于QR码的AGV实时定位51-60
• 4.3.1 基于惯性导航信息的AGV粗定位52-56
• 4.3.2 基于图像信息的AGV精定位56-60
• 4.4 视觉导航整体框架60-63
• 4.5 QR码视觉定位测试63-66
• 4.5.1 QR码识别结果63-65
• 4.5.2 QR码视觉定位测试65-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第5章 多AGV通信系统搭建67-77
• 5.1 多AGV通信系统的必要性67-68
• 5.2 通信格式和内容68-70
• 5.3 SSH框架简述70-71
• 5.4 基于SSH框架的多AGV通信系统71-74
• 5.4.1 开发工具简介71-72
• 5.4.2 SSH框架搭建72-74
• 5.5 AGV-服务器通信测试74-76
• 5.5.1 通信测试步骤和结果75-76
• 5.6 本章小结76-77
• 第6章 总结与展望77-80
• 6.1 本文研究内容总结77-78
• 6.2 展望78-80
• 参考文献80-83
• 作者简历83

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