九轴陀螺仪在AGV自主导航中的应用设计

发布时间：2020-06-22 20:47

【摘要】：近年来由于人工智能技术的快速发展,人们对于导航技术的要求越来越高,一些受周围环境影响较大、路径不易改变、后期维护较麻烦的电磁导航、激光导航以及磁导航等导航方式已经满足不了人们对导航的需求,而受环境影响较小、后期维护简单且灵活度更高的导航方式深受人们喜爱。本课题为九轴陀螺仪在自主导航中的应用能够使导航过程不仅不受环境的影响,后期维护较简单,而且运动过程的路径容易扩展,所以九轴陀螺仪在自主导航中的研究必定是未来导航研究的热点。本课题是九轴陀螺仪在AGV自主导航中的应用设计,为该项目的落地实现提供了理论依据并打下了良好的基础。AGV(Automated Guided Vehicles)是自主导引车辆的意思。本课题是在AGV小车上面安装MPU9250九轴陀螺仪,其中包括3轴加速度计、3轴磁力计和3轴陀螺仪,然后将采集到的九轴数据通过卡尔曼滤波进行角度的滤波以及角度的融合,最后通过数字PID算法控制小车从出发点准确到达目标点。本文的主要研究内容有:(1)坐标系之间关系的研究。本课题中使用了车体坐标系、场地坐标系以及地理坐标系。首先需要确定场地坐标系与地理坐标系之间的夹角,其次需要根据坐标转换矩阵将车体坐标系与地理坐标系重合,然后再计算小车行驶过程中的航向角,两者求和之后才是小车运动过程中的初始航向角。(2)AGV小车航向角的滤波与融合。本课题采用卡尔曼滤波对九轴传感器数据进行滤波处理,降低了系统的噪声干扰,使得精确度更高;将九轴传感器数据进行融合处理,最后输出融合后的航向角。并对卡尔曼滤波进行了仿真。(3)AGV小车在行驶过程中使用数字PID(P为比例,I为积分,D为微分)控制。本课题分析了数字PID控制小车行驶的原理,介绍了P、I、D三个参数对系统的影响,并分析了如何通过数字PID算法实时控制小车行驶过程中的航向角,从而使小车能够更准确的到达目标点。(4)从具体事例介绍整个系统的流程,对小车从出发点到目标点的整个过程进行了详细的介绍。确定出AGV小车行驶过程的初始航向角计算公式,此公式对平面自主导航具有普适性。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN96;TP273
【图文】：

青岛科技大学研究生学位论文运货物。据统计传统的仓库拣货员每天连续工作七个半小时，行货1500件，而在配合使用AGV的仓库里面，拣货员每天仅需行走拣货3000件。AGV最大的载重量达到了250公斤，单人更是无法物流仓储业中，AGV的使用极大的提升了工作的效率，减轻了工景如海尔集团的立体仓库、申通的“小黄人”，如图1-1所示。

九轴陀螺仪在 AGV 自主导航中的应用设计图 1-2.机械制造 AGVFig.1-2 Mechanical Manufacturing AGV3）邮局、图书馆、机场、港口和码头这些作业量变化大、动态变化强而且作业流程会经常调动的行业，由于作大，所需人工费较高，效率较低，而灵活度较高的AGV正好符合其要求。京的多摩邮局、厦门远海、青岛的新前湾等场所得到了很到的应用，如图

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本文编号：2726222