基于光纤陀螺/激光雷达组合定位系统研究
发布时间：2023-03-06 21:20
随着我国产业结构的不断升级,智能物流行业迎来了历史的重大发展机遇,智能物流系统也是构建未来智慧工厂的基石,而作为一种先进自动化运输设备的自动导引小车Auto Guided Vehicle(AGV)在未来智能物流系统当中扮演了极其重要的角色。自动导引小车(AGV)集成了计算机、机械、微电子、控制、网络、通信、人工智能等多个学科,凭借其智能程度高、灵活组网能力强、安全可靠性好且占用空间较少而广泛地应用在企业柔性生产设备以及仓储自动化升级改造系统中。首先分析了航迹推算定位的基本原理,建立了基础坐标系,研究了全方位移动AGV的定位算法,分析了正交全向随动轮的安装误差,设计了安装误差的标定算法。建立了光纤陀螺仪的静态误差模型,分析了光纤陀螺仪标定算法,并且在高精度角速率转台上对光纤陀螺进行了标定。分析了增量式光电编码器的测速误差,并对测速算法加以改进,提高了测速精度。由于光纤陀螺仪存在漂移误差,增量式光电编码器存在位移累积误差,所以航迹推算系统的定位误差不断积累,需要其他定位方式进行辅助校准。然后研究了激光雷达SLAM算法,分析了占据栅格地图单元的概率更新过程,在此基础之上重点研究了HECTOR...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 AGV的导航定位技术
1.3 国内外AGV导航定位技术发展现状
1.3.1 国外AGV导航定位技术发展现状
1.3.2 国内AGV导航定位技术发展现状
1.4 论文的主要内容
第2章 全方位移动AGV的航迹推算定位原理
2.1 引言
2.2 航迹推算定位的基本原理
2.3 全方位移动AGV的定位原理
2.3.1 正交全向随动轮介绍
2.3.2 基于光纤陀螺和增量式光电编码器的全局定位
2.3.3 正交全向随动轮的安装误差
2.4 航迹推算系统传感器
2.4.1 光纤陀螺仪
2.4.1.1 光纤陀螺的静态误差模型
2.4.1.2 光纤陀螺仪的标定参数计算
2.4.2 光纤陀螺仪标定测试实验
2.4.3 增量式光电编码器
2.5 本章小结
第3章 基于激光雷达的同时建图与定位
3.1 引言
3.2 激光雷达的基本工作原理
3.3 Bresenham算法
3.4 占据栅格地图
3.5 利用激光雷达构建占据栅格地图
3.6 地图生成（Map Access）
3.7 扫描匹配 (Scan Matching)
3.8 多分辨率地图 (Multi-Resolution Map Representation)
3.9 激光雷达坐标系转换到全局坐标系
3.10 本章小结
第4章 基于光纤陀螺/激光雷达的组合定位系统
4.1 引言
4.2 组合定位系统的数据融合方法
4.3 互补滤波器原理
4.4 基于互补滤波器的偏航角融合
4.5 基于互补滤波器的位置估计
4.6 互补滤波器仿真
4.7 本章小结
第5章 全方位移动AGV定位系统的设计与实现
5.1 引言
5.2 STM32F407ZET6型芯片介绍
5.3 全方位移动AGV定位系统的硬件电路
5.3.1 光纤陀螺仪的接口电路
5.3.1.1 光纤陀螺仪机械和电气接口
5.3.1.2 光纤陀螺仪的通讯接口
5.3.1.3 光纤陀螺仪的通讯方式
5.3.1.4 光纤陀螺仪的接口电路
5.3.2 RS232通信接口电路
5.3.3 增量式光电编码器接口电路
5.3.4 红外避障接口电路
5.4 正交全向随动轮安装误差角的标定和补偿实验
5.4.1 正交全向随动轮的安装误差角标定实验
5.4.2 正交全向随动轮的安装误差角补偿实验
5.5 激光雷达安装误差角的标定和补偿实验
5.5.1 激光雷达的安装误差角标定实验
5.5.2 激光雷达的安装误差补偿实验
5.6 全方位移动AGV的航迹推算定位实验
5.6.1 全方位移动AGV直行定位实验
5.6.2 全方位移动AGV斜移定位实验
5.7 激光雷达SLAM实验
5.7.1 ROS系统介绍
5.7.2 地图构建实验
5.7.3 全方位移动AGV直行定位实验
5.7.4 全方位移动AGV斜行定位实验
5.8 基于互补滤波器的数据融合实验
5.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3757404
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 AGV的导航定位技术
1.3 国内外AGV导航定位技术发展现状
1.3.1 国外AGV导航定位技术发展现状
1.3.2 国内AGV导航定位技术发展现状
1.4 论文的主要内容
第2章 全方位移动AGV的航迹推算定位原理
2.1 引言
2.2 航迹推算定位的基本原理
2.3 全方位移动AGV的定位原理
2.3.1 正交全向随动轮介绍
2.3.2 基于光纤陀螺和增量式光电编码器的全局定位
2.3.3 正交全向随动轮的安装误差
2.4 航迹推算系统传感器
2.4.1 光纤陀螺仪
2.4.1.1 光纤陀螺的静态误差模型
2.4.1.2 光纤陀螺仪的标定参数计算
2.4.2 光纤陀螺仪标定测试实验
2.4.3 增量式光电编码器
2.5 本章小结
第3章 基于激光雷达的同时建图与定位
3.1 引言
3.2 激光雷达的基本工作原理
3.3 Bresenham算法
3.4 占据栅格地图
3.5 利用激光雷达构建占据栅格地图
3.6 地图生成（Map Access）
3.7 扫描匹配 (Scan Matching)
3.8 多分辨率地图 (Multi-Resolution Map Representation)
3.9 激光雷达坐标系转换到全局坐标系
3.10 本章小结
第4章 基于光纤陀螺/激光雷达的组合定位系统
4.1 引言
4.2 组合定位系统的数据融合方法
4.3 互补滤波器原理
4.4 基于互补滤波器的偏航角融合
4.5 基于互补滤波器的位置估计
4.6 互补滤波器仿真
4.7 本章小结
第5章 全方位移动AGV定位系统的设计与实现
5.1 引言
5.2 STM32F407ZET6型芯片介绍
5.3 全方位移动AGV定位系统的硬件电路
5.3.1 光纤陀螺仪的接口电路
5.3.1.1 光纤陀螺仪机械和电气接口
5.3.1.2 光纤陀螺仪的通讯接口
5.3.1.3 光纤陀螺仪的通讯方式
5.3.1.4 光纤陀螺仪的接口电路
5.3.2 RS232通信接口电路
5.3.3 增量式光电编码器接口电路
5.3.4 红外避障接口电路
5.4 正交全向随动轮安装误差角的标定和补偿实验
5.4.1 正交全向随动轮的安装误差角标定实验
5.4.2 正交全向随动轮的安装误差角补偿实验
5.5 激光雷达安装误差角的标定和补偿实验
5.5.1 激光雷达的安装误差角标定实验
5.5.2 激光雷达的安装误差补偿实验
5.6 全方位移动AGV的航迹推算定位实验
5.6.1 全方位移动AGV直行定位实验
5.6.2 全方位移动AGV斜移定位实验
5.7 激光雷达SLAM实验
5.7.1 ROS系统介绍
5.7.2 地图构建实验
5.7.3 全方位移动AGV直行定位实验
5.7.4 全方位移动AGV斜行定位实验
5.8 基于互补滤波器的数据融合实验
5.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3757404
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3757404.html
