一种融合惯导与RFID的物流仓储AGV控制技术研究
发布时间：2022-01-02 17:12
传统配送中心物流的人工作业模式由于工作强度大、搬运工作效率低、拣选过程错误率高等原因,无法高效完成多品种、少批量的物流工作,迫切需要发展物流系统的自动化、智能化关键技术,提升物流环节的业务能力。本文针对目前快速发展的物流配送中心成本及拣选效率问题,为提高仓库的柔性,从配送中心环境下的AGV作业模式出发,对一种新型的配送中心仓储搬运AGV导航与控制方式进行了研究。主要研究工作如下:（1）在分析物流配送中心中AGV工作环境与小车在仓库中的运动方式基础上,提出了一种融合惯性导航和RFID技术的导航设计方案和基于PID控制的差速驱动方式。该方案在传统AGV惯性导航中引入RFID定位来修正定位误差,并通过图像识别来修正角度误差,可以提高惯性导航系统的精度及可靠性并保证AGV随时上线。（2）基于四元数法设计了AGV定位系统的实时姿态更新算法,利用STM32控制器构建了AGV惯性导航软硬件控制系统,并提出采用互补滤波方法减少运动过程中陀螺仪和加速度计的噪声。通过对不同解算方法进行的实验比较,表明本文所提出的滤波与磁力修正方法能有效提高姿态角的稳定性与精准度。（3）针对惯性导航中随时间累积的位移误差和...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文技术路线
武汉理工大学硕士学位论文第 2 章 AGV 融合导航方案设计本文设计的 AGV 主要是针对大型物流配送中心的作业，以实现拣选过程中“物到人”的作业模式，所以本章首先从 AGV 功能的需求出发，分析在配送中心中 AGV 工作时的搬运和拣选模式，在此基础上提出小车的架构，并选择合适的导航方式，针对其作业模式提出融合惯导与 RFID 的 AGV 的整体导航方案。2.1AGV 功能需求分析参考目前较为先进的亚马逊配送中心使用的 Kiva 系统，其自动化仓库的布局如图 2-1 所示，图中黄色方格表示货架，每个货架都拥有自己的编号，工作人员位于拣货口准备进行拣选作业，AGV 小车空闲时在停放区充电等候。
旋转 90°后继续行驶；到达目标货架旁后，小车行驶至货架底部，将货架微抬起，搬运至目标拣货口，搬运途中如果需要转向，为了保证货架的稳定性采用小车原地旋转而承载货架的托盘逆向等速旋转的方式，实现货架相对地保持静止不动。小车到达拣货口后等待工作人员进行拣货操作。拣选结束后小车将货架搬运回指定位置（不一定是之前的位置），到达后，小车自行回停车区，等待执行下一个任务。通过上面的工作模式可以看出，工作模式需要小车可以双向行驶并原地向，为充分利用仓库的空间面积，小车工作环境在狭窄的通道内并能穿梭在排排货架的底部，这些工作特性对小车的尺寸结构、承载速度、转弯方式、弯半径、导航方式都有很高的要求。2.2AGV 控制系统架构设计根据配送中心搬运 AGV 小车的功能和作业模式分析，可以将小车分为以几个系统，如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]单轴旋转捷联惯导系统回溯式对准方法[J]. 成研,李强,付强文,秦永元,张凤娥. 航空精密制造技术. 2018(01)
[2]超宽带定位的AGV定位跟踪算法研究[J]. 王全辉,黄建军,胡坚耀. 信号处理. 2017(04)
[3]电商配送中心运作模式研究[J]. 张伦,耿莹莹,李俊韬. 中国市场. 2016(23)
[4]惯导与视觉相结合的AGV小车控制系统设计[J]. 张永泽,艾长胜,张尉. 山东工业技术. 2015(20)
[5]亚马逊仓库Kiva机器人的应用分析与前景展望[J]. 吴菁芃. 物流技术与应用. 2015(10)
[6]基于BD和QR码的AGV研究与设计[J]. 常中华,王伟. 青岛大学学报(自然科学版). 2014(03)
[7]双向型单目视觉自动导引车路径识别及测量[J]. 李惠光,李金超,李国友,姜洪磊,刘长印. 计算机工程与应用. 2015(08)
[8]基于智能手机MEMS的室内定位系统[J]. 李旭,贾宇波,张倩. 工业控制计算机. 2013(06)
[9]个人导航融合建筑平面信息的粒子滤波方法[J]. 谢波,江一夫,严恭敏,任宏科. 中国惯性技术学报. 2013(01)
[10]基于RFID的物流自动化仓库定位方法的研究[J]. 雷磊,吴计生,陈方宇. 物流技术. 2012(03)
博士论文
[1]基于RFID的AGV定位与导引研究[D]. 卢少平.山东大学 2011
硕士论文
[1]视觉导航AGV路径识别和跟踪控制技术研究[D]. 张合贵.哈尔滨工业大学 2016
[2]自主移动机器人轨迹跟踪与避障控制研究[D]. 金娟.湖南大学 2014
[3]自动导引车（AGV）控制系统的研究与设计[D]. 胡蝶.湖北工业大学 2014
[4]用于电商配送中心的物流仓储搬运机器人（AGV）的研究[D]. 张汉斌.北京物资学院 2014
[5]AGV自动运输系统调度及路径规划的研究[D]. 冯海双.哈尔滨工业大学 2013
[6]基于加速度传感器的运动物体轨迹检测系统的研究[D]. 任明泉.南京邮电大学 2013
[7]基于PLC控制的AGV技术研究及其应用[D]. 黄胄.华东理工大学 2013
[8]基于RFID的AGV视觉导引系统研究[D]. 郦光府.浙江大学 2008
[9]磁导式AGV控制系统设计与研究[D]. 叶菁.武汉理工大学 2006
[10]AGV车载控制原理研究[D]. 朱江.昆明理工大学 2006
本文编号：3564565
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文技术路线
武汉理工大学硕士学位论文第 2 章 AGV 融合导航方案设计本文设计的 AGV 主要是针对大型物流配送中心的作业，以实现拣选过程中“物到人”的作业模式，所以本章首先从 AGV 功能的需求出发，分析在配送中心中 AGV 工作时的搬运和拣选模式，在此基础上提出小车的架构，并选择合适的导航方式，针对其作业模式提出融合惯导与 RFID 的 AGV 的整体导航方案。2.1AGV 功能需求分析参考目前较为先进的亚马逊配送中心使用的 Kiva 系统，其自动化仓库的布局如图 2-1 所示，图中黄色方格表示货架，每个货架都拥有自己的编号，工作人员位于拣货口准备进行拣选作业，AGV 小车空闲时在停放区充电等候。
旋转 90°后继续行驶；到达目标货架旁后，小车行驶至货架底部，将货架微抬起，搬运至目标拣货口，搬运途中如果需要转向，为了保证货架的稳定性采用小车原地旋转而承载货架的托盘逆向等速旋转的方式，实现货架相对地保持静止不动。小车到达拣货口后等待工作人员进行拣货操作。拣选结束后小车将货架搬运回指定位置（不一定是之前的位置），到达后，小车自行回停车区，等待执行下一个任务。通过上面的工作模式可以看出，工作模式需要小车可以双向行驶并原地向，为充分利用仓库的空间面积，小车工作环境在狭窄的通道内并能穿梭在排排货架的底部，这些工作特性对小车的尺寸结构、承载速度、转弯方式、弯半径、导航方式都有很高的要求。2.2AGV 控制系统架构设计根据配送中心搬运 AGV 小车的功能和作业模式分析，可以将小车分为以几个系统，如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]单轴旋转捷联惯导系统回溯式对准方法[J]. 成研,李强,付强文,秦永元,张凤娥. 航空精密制造技术. 2018(01)
[2]超宽带定位的AGV定位跟踪算法研究[J]. 王全辉,黄建军,胡坚耀. 信号处理. 2017(04)
[3]电商配送中心运作模式研究[J]. 张伦,耿莹莹,李俊韬. 中国市场. 2016(23)
[4]惯导与视觉相结合的AGV小车控制系统设计[J]. 张永泽,艾长胜,张尉. 山东工业技术. 2015(20)
[5]亚马逊仓库Kiva机器人的应用分析与前景展望[J]. 吴菁芃. 物流技术与应用. 2015(10)
[6]基于BD和QR码的AGV研究与设计[J]. 常中华,王伟. 青岛大学学报(自然科学版). 2014(03)
[7]双向型单目视觉自动导引车路径识别及测量[J]. 李惠光,李金超,李国友,姜洪磊,刘长印. 计算机工程与应用. 2015(08)
[8]基于智能手机MEMS的室内定位系统[J]. 李旭,贾宇波,张倩. 工业控制计算机. 2013(06)
[9]个人导航融合建筑平面信息的粒子滤波方法[J]. 谢波,江一夫,严恭敏,任宏科. 中国惯性技术学报. 2013(01)
[10]基于RFID的物流自动化仓库定位方法的研究[J]. 雷磊,吴计生,陈方宇. 物流技术. 2012(03)
博士论文
[1]基于RFID的AGV定位与导引研究[D]. 卢少平.山东大学 2011
硕士论文
[1]视觉导航AGV路径识别和跟踪控制技术研究[D]. 张合贵.哈尔滨工业大学 2016
[2]自主移动机器人轨迹跟踪与避障控制研究[D]. 金娟.湖南大学 2014
[3]自动导引车（AGV）控制系统的研究与设计[D]. 胡蝶.湖北工业大学 2014
[4]用于电商配送中心的物流仓储搬运机器人（AGV）的研究[D]. 张汉斌.北京物资学院 2014
[5]AGV自动运输系统调度及路径规划的研究[D]. 冯海双.哈尔滨工业大学 2013
[6]基于加速度传感器的运动物体轨迹检测系统的研究[D]. 任明泉.南京邮电大学 2013
[7]基于PLC控制的AGV技术研究及其应用[D]. 黄胄.华东理工大学 2013
[8]基于RFID的AGV视觉导引系统研究[D]. 郦光府.浙江大学 2008
[9]磁导式AGV控制系统设计与研究[D]. 叶菁.武汉理工大学 2006
[10]AGV车载控制原理研究[D]. 朱江.昆明理工大学 2006
本文编号：3564565
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