双舵轮AGV定位和建图的关键技术研究

发布时间：2020-05-31 16:42

【摘要】：自动引导小车(Automated Guided Vehicle AGV)在智能制造行业中发展迅速,其中定位和建图是实现AGV导航系统的核心问题之一。本文以实际项目为依托,在实际工厂中搭建了双舵轮AGV搬运平台,对基于双舵轮AGV的定位和建图技术进行了深入的研究。主要的研究工作包括:首先对AGV导航传感器和底盘运动学模型对比选型,并进行了相机模型的构建、相机的标定、图像的特征提取和匹配、ICP算法实现里程计搭建。然后对图优化SLAM算法进行了详细的研究,构建了厂房的地图并通过实验对比来分析图优化算法的优缺点,证实了图优化算法建图精度高,但是实时性不理想的特点。进而应用粒子滤波算法对小车进行实时定位:将蒙特卡洛方法和贝叶斯滤波算法引入粒子滤波算法,然后通过重要性采样、序贯重要性采样、重采样算法一步步实现粒子滤波算法。将视觉里程计加入到自动导航程序,并进行小车实时定位的试验,验证定位方案的可行性。最后,应用双舵轮AGV平台的试验设备进行了视觉里程计和编码器两种方案的对比试验,对比两者的定位精度和鲁棒性。实验结果表明,不管是在平坦路面下还是崎岖路面下,视觉里程计的定位精度都要更高。针对双舵轮AGV在地面崎岖不平和轮胎打滑情况下编码器失效的问题,本文使用视觉里程计和激光雷达进行数据融合,避免了对双舵轮AGV的直接运动学建模导致的累积误差过大问题。使用RGB-D相机做视觉里程计运用于双舵轮AGV具有很好的实际应用价值。
【图文】：

各行各业,机器人应用,机器人,传统行业

华中科技大学硕士学位论文1 绪论1.1 课题研究背景及意义当下，科技发展日新月异。不管是德国提出的“工业 4.0”还是中国提出的“中国制2025”，都昭示着人类正在经历着第四次科技革命。科技正在改变着各行各业，面对新月异的行业形势，各国也在争相布局，通过科技为传统行业注入新鲜的血液。机器人作为一个高精尖的交叉学科，一直站在科技金字塔的顶端。其具有集成度涉及范围广，研发难度大等特点。机器人行业的发展水平在一定程度上可以代表这国家科技的最高水平[1-2]。

底盘,驱动设备,AGV小车,电池组

图 1-2 传统 AGV 小车V 主要由 5 大部分组成：底盘、工控机、驱动设备、传感器、电池组的运动模式，，驱动设备和电池组为 AGV 提供动力，传感器为 AGV 环境信息，工控机作为整个 AGV 的大脑起到协调控制的作用[5]。这样调工作下，AGV 就能按照规划的路径，进行轨迹追踪，对货物进行运输统的人工物流相比有着非常显著的优势：）相对于人工物流，AGV 具有高度的自动化，比如当仓库某个区域需候，工作人员只需要通过计算机终端向服务器发送运送请求，服务器统将任务分发到相应的 AGV 工控机上，然后 AGV 小车就按照规划的务，整个过程井然有序无需人工干预，一定程度上避免了很多不可控）安全性好，AGV 小车在设计的过程中充分考虑了安全性的问题，具
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242;TP212;TP391.41

【相似文献】