基于轮廓扫描的自动导引车定位与导引

发布时间：2017-03-20 03:09

  本文关键词：基于轮廓扫描的自动导引车定位与导引，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目动导引车(AGV)是一种安装了电磁、磁条、视觉或激光等设备来进行导引,能够沿指定路径自动行驶的运输车辆。自其问世起就以智能化、灵活性高、成本低等优势广泛应用于物流业、仓储业和制造业,提高了生产效率并降低了生产过程中所花费的人力成本。对于AGV来说,最关键的技术就在于对车体的导引。目前国内市场上主要流行的导引方式有磁条导引和激光导引。磁条导引需要在地面铺设磁条路径,而激光导引需要在AGV行驶路径周围安放激光反射板。这两种导引方式都需要事先安装路径标识。而新型的视觉导引技术目前还处于实验室研究阶段,尚未大规模投入市场及应用。为了解决目前国内市场上AGV导引方式存在的缺陷,本文针对AGV在复杂生产环境下的导引问题,采用激光雷达对周围环境扫描,得到AGV位置变化信息并反馈给AGV,从而进行导引,并进行了具体的实验和分析。研究内容概括如下：轮廓扫描数据的处理及反馈：本文采用ICP(迭代最近点)算法对激光雷达的轮廓扫描数据进行处理,得到关于AGV的位置变化信息。其中包括使ICP算法针对于复杂场所点云匹配的分析及定制,使其保持较快的运算速度及较高的匹配精度,并进行实验验证。AGV的定位：本文采用航迹推算的方法得到AGV的位姿信息,并把轮廓扫描得到的反馈数据用于对航迹推算累积误差的校正。本文对轮廓扫描这一反馈手段进行误差分析并处理,并采用预存固定位置扫描点云的方式消除轮廓扫描中产生的累积误差。AGV的导引：本文先建立AGV的运动学模型,然后对AGV进行轨迹跟踪过程分析,在轨迹跟踪过程中采用控制律对AGV进行控制,最后对控制律进行仿真实验,分析控制律中的控制参数的作用,并选择合适的控制参数。对导引方式在实际生产工作环境下进行实验和分析：本文在直线路径上对预存固定位置轮廓点云集的数量及位置、AGV起始位姿误差及AGV实际运行速度对导引效果的影响进行实验分析,得到合适的导引方案,并在复杂组合路径上对此导引方式进行实验验证。实验验证了此导引方式思路的可行性及导引方式在实际应用过程中可靠性,为新的可应用于实际的AGV导引方式研究提供了一定的借鉴。
【关键词】：自动导引车 激光雷达 点云匹配 航迹推算 轨迹跟踪
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 本文主要研究内容11-13
• 第2章 控制系统整体设计13-18
• 2.1 导引方式原理介绍13
• 2.2 控制平台总体设计13-15
• 2.3 硬件平台设计15-17
• 2.3.1 主控元件15-16
• 2.3.2 测速元件16
• 2.3.3 轮廓扫描元件16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第3章 基于轮廓扫描的位姿校正18-30
• 3.1 点云匹配算法原理及应用18-23
• 3.1.1 ICP算法介绍18-19
• 3.1.2 ICP算法在复杂环境的定制和应用19-21
• 3.1.3 ICP算法匹配实验验证21-23
• 3.2 轮廓扫描校正里程计航迹推算误差原理23-24
• 3.3 AGV位置状态更新策略24-27
• 3.3.1 分步更新策略24-25
• 3.3.2 轮廓扫描校正过程中误差的处理25-27
• 3.4 轮廓匹配模块程序流程总结27-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第4章 AGV的轨迹跟踪控制30-43
• 4.1 AGV的运动学模型建立30-31
• 4.2 轨迹跟踪算法原理31-34
• 4.3 轨迹跟踪模块程序流程总结34-35
• 4.4 轨迹跟踪算法仿真与实验35-42
• 4.4.1 控制律参数选择仿真实验35-38
• 4.4.2 控制律仿真验证38-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 实验与结果分析43-57
• 5.1 实验环境与场地43
• 5.2 直线路径实验分析43-54
• 5.2.1 预存固定位置轮廓点云集数量及位置分析44-48
• 5.2.2 起始位姿误差修正实验验证48-50
• 5.2.3 运行速度对导引效果的影响50-54
• 5.3 复杂路径实验验证54-56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 顾文华;周波;戴先中;;基于ICP匹配算法的室内移动机器人定位[J];华中科技大学学报(自然科学版);2013年S1期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 彭帅;结构化环境中智能搬运车的设计[D];内蒙古科技大学;2015年

  本文关键词：基于轮廓扫描的自动导引车定位与导引，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257064