基于二维激光雷达的物流机器人定位导航技术

发布时间：2020-04-16 17:22

【摘要】：随着工业4.0、物联网以及智能制造等发展趋势,工业生产自动化和柔性化是两大核心主题。产线-仓库物流作为制造过程的重要环节之一,由于生产环境复杂多样,特别是对于产品周期短、人工参与较多的生产、检测车间而言,传统方式的物流运输效果并不理想。本文结合制造企业对自动化和柔性化物流运输的需求,利用SLAM技术,采用基于二维激光雷达的地图导航方法,设计并搭建一套能够实时定位、自主导航、不依赖外部辅助设备的自主移动物流机器人系统,实现移动机器人在工业环境中的柔性化、智能化物流运输。本文主要工作如下:首先,结合企业实际需求、考虑实际工作场景,从功能需求、结构方案、设备选型几个层面逐步确定系统组成,并搭建起一套物流移动机器人系统。接着,通过分析物流机器人平台的运动模型和环境感知传感器的观测模型,结合地图构建算法和蒙特卡洛粒子定位算法,实现物流机器人在环境中的定位与地图构建。为了提高在初始化定位过程中粒子滤波的效率和准确性,提出利用“地图梯度膨胀匹配”的改进方法。然后,在获得场景二维栅格地图以及确定物流机器人在地图中定位情况下,通过分析几种常用的栅格地图路径规划算法,提出采用八邻域探索、考虑转向代价等优化措施,有效提高路径规划的连续性,并最终采用“改进的A*全局路径规划+改进的BFS局部路径规划+DWA实时路径规划”的模式,实现物流机器人在产线-仓库之间的自主导航,同时具有自主绕行避障能力。最后,通过Gazebo仿真系统建立仿真模型,验证了方案的可行性,并为产线工人使用设计专门的物流机器人呼叫系统。经过调试和校正、具有自主避障能力的物流机器人,最终可以在制造产线与仓库中往返导航,且导航精度能够控制在20cm以内。
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移动机器人,汽车制造,应用领域,市场份额

第一章绪论第一章绪论1.1 课题背景及研究意义21 世纪以来，全球科技发展迅速。随着高性能的芯片、计算机以及高效率的传感器等硬件的出现以及廉价化，各种新型机器人、无人机、自动驾驶汽车等高新技术[1-3]，在科技的推动下也成为可能，并逐步渗透到社会的各个方面。而这一切都在一步步改变着人类的社会和经济生活。作为一种具有移动能力的自动化设备，目前移动机器人的作业有三种形式：人工操作控制、按照既定的程序程自动作业以及根据设计的规则和纲领实现智能的、半自主的运行。其主要完成搬运、引导、巡逻等作业，应用领域涵盖制造、建筑、物流、家居餐饮、医疗等等[4-8]。随着科技水平的进步和经济社会的发展，移动机器人的技术在逐步更新和成熟，功能逐步变得复杂和强大的同时，社会对其需求也仍然在不断提高。

产业带动,餐饮服务,机器人,科学技术发展

华南理工大学硕士学位论文于汽车底盘装配作业开始[9]，物流机器人逐步得到认可会发展进步和生活水平提高，一方面人工成本逐步提高，同时产业转型以及人口老龄化，劳动力缺乏的现象也在很大程度上可靠性和抗疲劳性都优于人工作业，它能量。因此，生产过程机械化、自动化是制造产业发展的
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242;TN958.98;F252

【参考文献】