基于模板匹配的模块化传输平台路径规划研究

发布时间：2023-03-25 04:34

　　随着自动化技术与物流业的发展,工厂与仓库的物料传输因其强流动性与动态变化的特点,对物流传输设备提出了更高的要求,除了需要考虑待传输对象的类别、尺寸、应用场合外,如何有效提升传输设备的智能化程度也成为研究的重点。传统的物流传输设备结构一般采用一体化设计,应用场景单一,可塑性差,且固定的机械结构一定程度上也降低了控制系统的灵活性。针对上述存在的不足,本文提出了一种基于模板匹配的模块化物料传输平台及路径规划设计,平台以蜂窝状布局的模块体为控制单元,通过图形化上位机界面,实现货物传输路径的灵活规划;通过基于图像分割的模板匹配算法以及优化后的动态窗口法,实现多目标动态避障;并实时映射物料轨迹与环境障碍物,便于工作模块的系统管理。本文的主要研究内容如下:1)对基于模板匹配的模块化物料传输平台机械结构进行总体设计;将平台传输方式设置为托盘传输,便于单模块及多模块协同的运动学与动力学模型建立;针对平台模块布局,设计控制系统总体方案,包括下位机模块软硬件设计、上位机图形化控制界面设计,以及采用工业相机作为视觉反馈设备实现平台闭环控制的控制策略;2)对常用栅格布局以及传统机器人路径规划算法进行分析,针对本...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 物料传输设备的研究现状
        1.2.2 模板匹配算法研究现状
        1.2.3 路径规划算法研究现状
    1.3 论文研究思路和主要内容
        1.3.1 本课题来源
        1.3.2 本课题研究内容
第2章 基于模板匹配的模块化传输平台系统设计
    2.1 概述
    2.2 平台结构设计
        2.2.1 功能需求与技术指标
        2.2.2 平台布局及模块体设计
    2.3 运动学与动力学模型分析
        2.3.1 运动学模型分析
        2.3.2 动力学模型分析
    2.4 基于模板匹配的传输平台控制方案设计
        2.4.1 控制系统总体方案
        2.4.2 控制系统硬件设计
        2.4.3 控制系统软件设计
    2.5 本章小结
第3章 基于图像分割的Hu不变矩模板匹配算法
    3.1 概述
    3.2 基于图像分割的目标特征提取
        3.2.1 常用的图像分割算法
        3.2.2 基于形态学的图像分割处理
    3.3 基于改进Hu矩的快速模板匹配
        3.3.1 Hu矩阵数学模型
        3.3.2 改进Hu不变矩匹配算法
    3.4 算法测试比较
    3.5 本章小结
第4章 传输平台路径规划算法研究
    4.1 概述
    4.2 常用路径规划算法的对比分析
        4.2.1 全局路径规划算法
        4.2.2 局部路径规划算法
    4.3 基于模板匹配的模块化传输平台的路径规划算法
        4.3.1 栅格模型建立
        4.3.2 A^*算法的改进与全局静态路径规划
        4.3.3 改进动态窗口法的局部路径规划
        4.3.4 矩阵干涉检测及Bezier曲线拟合
    4.4 基于改进A^*算法与动态窗口法的matlab仿真分析
        4.4.1 传统栅格与改进栅格的路径仿真
        4.4.2 加权A^*算法的改进及bezier拟合仿真
        4.4.3 改进动态窗口法的局部路径仿真
    4.5 本章小结
第5章 实验样机搭建及典型实验测试
    5.1 概述
    5.2 实验样机搭建
    5.3 实验采样设备及测试参数选取
        5.3.1 采样设备及实验环境确定
        5.3.2 测试参数
    5.4 实验记录与分析
        5.4.1 典型路径实验及数据分析
        5.4.2 载重实验及数据分析
        5.4.3 障碍物避障及数据分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间学术成果及参与的项目
致谢



本文编号：3770549