AGV的路径规划及运动控制研究

发布时间：2020-06-16 23:41

【摘要】：随着国家经济结构的不断调整,产业结构的不断转型和升级,智能工业机器人产业迎来了重要的发展机遇,AGV(Automated Guided Vehicle)通过自动导引装置,按照规定的路径行驶并移载物品,可以大量减少人工作业,是现代智能物流系统中的重要组成部分。因此,对AGV进行实际深入的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文从以智能化物流仓库为研究背景,采用二维码导航技术进行导航。分析在多条路径存在的情况下,AGV如何在物流仓库中选择最优的路径,以及AGV在物流仓库中运行低效且控制效果不理想的原因。对于传统的路径规划及运动控制的方法存在的一些不足,本文提出融合多种算法的自适应路径规划算法来解决AGV在仓储物流中的路径规划问题,在运动控制方面,本文结合模糊控制不需要建立精准的数学模型的优点和PID控制有效、简单、稳定性高的优点设计模糊PID控制器,从而实现AGV的位置控制。首先根据二维码的存储特性存储某仓库路径位置信息。随后对该仓库进行系统环境建模,采用栅格法和拓扑图法将连续空间离散化,极大的减少了数据的传输量。其次结合经典的最短路径算法和实际仓库环境模型,得到三种不同的AGV最短路径算法。针对实际中不同大小、不同类型、不同需求的仓库环境,研究环境复杂程度对各算法应用范围的影响,设计自适应路径规划算法,并通过Matlab进行实验。再次,对AGV进行运动学建模,基于模糊控制算法和PID控制算法原理,设计模糊PID控制器,通过MATLAB/SIMULINK仿真验证了控制器可以实现对阶跃信号快速有效的控制。然后针对运动控制中的技术难点,转弯控制的准确、安全、平稳性问题,提出3段式轨迹的创新性方案,分析验证了方案在要求高效快速转弯时的不适用性,在不要求高效快速转弯时,转弯角度分割及分段式误差补偿的可行性。最后,设计并搭建了AGV的运动控制实验平台,在实验室铺设一条直线参考路径,进行AGV的运动控制实验,对采集到的数据和图像进行分析,实验结果表明AGV能够稳定的沿着期望路径行走,能够实现对期望路径的跟踪。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP242
【图文】：

武汉工程大学硕士学位论文开发研究和应用的工作，已成功研制出多种类型不同型号的 AGV，例推挽式、前叉式、辊道式和牵引式 AGV，并广泛应用于各种自动化物系统。 其中，新松公司是中国唯一具有 AGV 高技术自主知识产权的司，作为 AGV 产业界的翘楚，占据着国内 70 以上的市场份额。技术能力方面，国内不少企业可以自行研制技术门槛较低的 AGC，研制 AGV 还面临着大量的技术难题。国内大多数可以自主研发并且制 AGV 的厂商在 AGV 生产关键技术上还得依托于国外的帮助。除此之，一些例如电机、控制器以及激光扫描头等 AGV 配套所需的关键仪器备[17]。国内 AGV 技术水平与国际领先技术水平相比还有相当大的差距，要进一步加强和跟进核心技术的研发，形成一套完整的技术和产品路。

武汉工程大学硕士学位论文AGV 层：根据仓库环境和搬运用途需求的不同，需要配置合适的GV 车型，选择合适的导航方式。通过坐标定位功能，AGV 能实时上传确的坐标位置。运动控制算法控制 AGV 根据给定的参考路线准确的运。上位机：作为 AGV 的控制管理中心，接收任务指令后调用路径规划法寻找最优路径。当然，除了以上三大核心部分以外，智能 AGV 系统还包括交互控制外部接口，交互控制主要是数据通信接口模块，负责 AGV 层与地图层、GV 层与上位机之间的数据交换，便于系统各功能模块之间的密切配合；部接口主要是数据库，用于保存或改写 AGV 数据等。

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本文编号：2716760