自动导引小车稳定快速过弯技术的实验研究

发布时间：2020-11-09 08:56

　　 自动导引小车是一种智能物流搬运设备,是工厂实现柔性制造中的重要组成部分,以其高效性、灵活性、安全可靠、成本低等优点而广泛应用于高端制造装备业中,诸如机场、码头、汽车制造、大型仓储等大型物资搬运转移中心。近年来,不断提高物流运输效率降低社会成本是各行业面临的重大挑战,自动导引小车作为其中的重要组成部分,为了解决AGV系统各个方面的技术难题,展开了大量深入的研究工作。本文的研究内容主要为自动导引小车运动学误差建模,B样条曲线约束设计,小车加速策略的优化仿真以及实验研究。其中在自动导引小车的运动误差学建模过程中,对于左右轮模型建立耦合关系进而确立路径跟踪模型和小车的正逆运动学系统模型。基于建立的自动导引小车运动学模型和Pure Pursuit控制算法,推导B样条曲线的约束条件、前视距离的方程式和前视点的确定算法。并使用C++语言编辑算法的实现程序,完成B样条曲线的生成和仿真,同时使用Lab VIEW软件编辑小车的上位机UI人机界面,结合B样条生成程序得到小车的整体调试系统。除此之外,本文提出一种新的加速策略,这方法用PSO搜索算法作为优化途径,对加速时间进行合理优化;基于B样条的特性建立转换点和新的速度分配,生成不同时间不同的速度区间,加快小车的过弯速度;同时引入Kalman算法对各个数据进行融合,避免测量过程中各传感器存在的随机误差,对地图数据进行拟合,提高小车的定位精度。基于实验室自动导引小车的实验平台,针对小车运行的多种情况,进行了仿真实验和实际运行实验,通过对各传感器数据整合分析研究,证实了B样条曲线在路径规划的可行性、稳定性和各算法的实用性,而且有效地加快小车的运行速度。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH69
【部分图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 1 章 绪论目的及意义一种在电学、磁力或者光学导引装置下沿护的运输小车[1]。在现在柔性制造业中，与效灵活的无人化生产，是高端装备制造业步入高成本时代，超高的社会总物流成本中物流自动化、物流智能化是目前制造业的需求，要求提升物流装备的基本性能。示。

c)芬兰全自主式 AGV d)美国 OTTO 通用 AGV图 1-2 欧美先进 AGV1.2.2 国内研究现状据统计，在 2018 年，新建大型的自动化仓库就达 170 多座，截止 2018 年4 月，全国自动化仓库的保有量超过 2000 座[14]，同时很多公司还建立了许多小型仓库，但目前我国的仓库自动化设备—AGV 小车与发达国家相比还有很大差距。国内对 AGV 小车的应用，主要基于两种技术：一种是以地磁线导航、磁导航，即在工厂或仓库内铺设导航磁条，AGV 小车通过磁条传感器判断线路（例如东风汽车有限公司、邮政系统等大型公司）；一种是以反光板导航、惯性导航及二维码导航等技术[15]，AGV 基于多路信号进行导航（例如新松机器人、昆船装备等中小型公司[16]）。两种技术对环境均需要预先进行改造，并且为了保证安全性，需要将人与机器完全分离作业。相关技术与国外相比，均属于导航第一代和第二代技术基础，导航技术不够成熟先进，无法满足完全灵活自动化的需求，还需要进一步的升级。

分析型 AGV 小车，其控制系他电器设备完成部分或全 AGV 小车采用的导航法完成 AGV 小车的定位障，是目前第三代技术的导航方式之一。当需要环境一周以便采集地图机中，通过 AGV 小车的时采用轨迹编辑工具绘制央控制器按照 AGV 小和运行规则以及轨迹的的速度分配任务。
【参考文献】

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本文编号：2876184