基于wMPS和模糊控制的AGV路径规划研究
发布时间：2021-02-09 02:00
论文根据传统AGV（Automated Guided Vehicle:自动导引车）导航定位和路径规划方法受定位精度较低、稳定性较差、路径单一等问题限制,无法满足现代仓储物流和高端智能制造业对AGV导航和路径规划技术提出的大范围、高精度、灵活自主、可并行和稳定可靠等迫切需求,研究了一种基于wMPS（workshop Measuring and Positioning System,工作空间测量定位系统）和模糊控制的AGV路径规划方法。该方法在AGV上布设全向接收器,利用wMPS测量系统获得全向接收器的三维坐标,经过位姿解算算法得到AGV在工作空间中的实时位姿,以此确定和更新模糊控制算法中的输入量,通过模糊控制算法输出实时调整AGV的前进和旋转速度参数,进而完成AGV规划轨迹跟踪的任务。此方法结合了wMPS测量空间大、布局灵活、精度高、稳定性好和模糊控制适用性广、鲁棒性好的优势,能很好地应用于飞机轮船的大部件对接、高精度装配等领域,路径灵活多变,跟踪定位精度高,系统运行稳定。论文从理论原理和实现方法两个方面对基于wMPS和模糊控制的AGV路径规划方法进行了研究,并完成了相应的实验验证。论文...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 AGV导航定位技术发展现状
1.2.1 光学与磁性导航定位技术
1.2.2 惯性导航定位技术
1.2.3 视觉导航定位技术
1.2.4 激光雷达导航定位技术
1.2.5 室内空间坐标测量系统
1.3 AGV运动控制方法现状
1.4 本文主要工作及内容安排
1.5 本章小结
第2章 自动导引车系统研究
2.1 AGV系统组成
2.1.1 AGV车体
2.1.2 控制系统
2.1.3 行走机构
2.1.4 能源与通讯系统
2.2 AGV物理数据接口
2.2.1 物理接口
2.2.2 数据接口
2.3 AGV运动学模型
2.4 本章小结
第3章 wMPS位姿测量方法
3.1 wMPS位姿测量系统
3.1.1 wMPS位姿测量系统组成
3.1.2 wMPS系统测量模型及原理
3.2 位姿解算算法
3.2.1 AGV小车坐标系构建
3.2.2 位姿解算算法
3.2.3 算法优化及迭代初值计算
3.3 定位精度分析
3.4 系统误差分析与坐标静态稳定性实验
3.5 本章小结
第4章 基于模糊控制算法的上位机控制系统
4.1 AGV路径规划软件需求
4.2 AGV路径规划软件设计
4.2.1 功能分析
4.2.2 界面设计
4.2.3 通信实现
4.2.4 软件流程
4.3 模糊控制算法
4.3.1 模糊控制算法基本原理
4.3.2 输入输出变量的模糊子集确定
4.3.3 隶属度函数的确定
4.3.4 模糊规则的制定和去模糊化
4.4 本章小结
第5章 实验结果与分析
5.1 模糊控制算法仿真
5.1.1 规划路径仿真
5.1.2 仿真结果分析
5.2 实验环境与平台搭建
5.2.1 wMPS系统和AGV系统搭建
5.2.2 场地坐标系建立
5.2.3 AGV中心拟合
5.2.4 位姿静态稳定性测试
5.3 AGV路径规划实验
5.3.1 重复定位实验
5.3.2 简单路径规划
5.3.3 复杂路径规划
5.3.4 误差分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向飞机柔性装配线的联动AGV研制[J]. 张辉,周丽,郭洪杰,宋洪强,王韬. 航空制造技术. 2013(20)
[2]惯性技术研究现状及发展趋势[J]. 王巍. 自动化学报. 2013(06)
[3]自动导引车（AGV）关键技术现状及其发展趋势[J]. 武启平,金亚萍,任平,查振元. 制造业自动化. 2013(10)
[4]AGV在汽车装配线上的应用[J]. 孙立军. 科技风. 2012(20)
[5]移动机器人同步定位与地图构建过程中的轨迹规划研究[J]. 张恒,樊晓平. 机器人. 2006(03)
[6]AGV及AGVS方案研究[J]. 董平,赵海伶. 组合机床与自动化加工技术. 2002(02)
[7]现代误差理论及其基本问题[J]. 费业泰. 宇航计测技术. 1996(Z1)
博士论文
[1]基于wMPS的室内AGV精确导航定位关键技术研究[D]. 黄喆.天津大学 2016
[2]基于激光雷达的室内AGV地图创建与定位方法研究[D]. 满增光.南京航空航天大学 2014
[3]面向大型复杂现场的测量定位方法研究[D]. 刘哲旭.天津大学 2014
[4]wMPS系统的硬件平台优化及动态坐标测量关键技术研究[D]. 端木琼.天津大学 2012
[5]室内测量定位系统测角精度分析及补偿方法研究[D]. 耿磊.天津大学 2012
[6]自动引导车运动分段控制技术研究[D]. 尹晓红.合肥工业大学 2011
[7]基于光电扫描的大尺度空间坐标测量定位技术研究[D]. 杨凌辉.天津大学 2010
[8]未知环境中移动机器人视觉环境建模与定位研究[D]. 王璐.中南大学 2007
硕士论文
[1]基于NI myRIO的智能移动机器人设计[D]. 王云磊.天津职业技术师范大学 2018
[2]基于正交柱面成像测量网络的精密位姿测量技术研究[D]. 关瑞芬.天津大学 2017
[3]基于wMPS的室内导航系统关键技术研究[D]. 黄东.天津大学 2017
[4]室外移动机器人的定位与运动控制研究[D]. 胡胜豪.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于麦克纳姆轮的全向AGV运动控制技术研究[D]. 张星.重庆大学 2016
[6]基于麦克纳姆轮全向车设计与性能研究[D]. 朱艳杰.燕山大学 2016
[7]基于锥光全息测量原理的测距系统研究[D]. 魏志博.天津大学 2016
[8]激光导引AGV控制系统的研究与设计[D]. 王忠海.江西理工大学 2015
[9]车辆组合导航系统中的信息融合技术研究[D]. 邓力.中国矿业大学 2015
[10]基于DSP的发动机试验台测控系统研究[D]. 万乐生.杭州电子科技大学 2009
本文编号：3024860
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 AGV导航定位技术发展现状
1.2.1 光学与磁性导航定位技术
1.2.2 惯性导航定位技术
1.2.3 视觉导航定位技术
1.2.4 激光雷达导航定位技术
1.2.5 室内空间坐标测量系统
1.3 AGV运动控制方法现状
1.4 本文主要工作及内容安排
1.5 本章小结
第2章 自动导引车系统研究
2.1 AGV系统组成
2.1.1 AGV车体
2.1.2 控制系统
2.1.3 行走机构
2.1.4 能源与通讯系统
2.2 AGV物理数据接口
2.2.1 物理接口
2.2.2 数据接口
2.3 AGV运动学模型
2.4 本章小结
第3章 wMPS位姿测量方法
3.1 wMPS位姿测量系统
3.1.1 wMPS位姿测量系统组成
3.1.2 wMPS系统测量模型及原理
3.2 位姿解算算法
3.2.1 AGV小车坐标系构建
3.2.2 位姿解算算法
3.2.3 算法优化及迭代初值计算
3.3 定位精度分析
3.4 系统误差分析与坐标静态稳定性实验
3.5 本章小结
第4章 基于模糊控制算法的上位机控制系统
4.1 AGV路径规划软件需求
4.2 AGV路径规划软件设计
4.2.1 功能分析
4.2.2 界面设计
4.2.3 通信实现
4.2.4 软件流程
4.3 模糊控制算法
4.3.1 模糊控制算法基本原理
4.3.2 输入输出变量的模糊子集确定
4.3.3 隶属度函数的确定
4.3.4 模糊规则的制定和去模糊化
4.4 本章小结
第5章 实验结果与分析
5.1 模糊控制算法仿真
5.1.1 规划路径仿真
5.1.2 仿真结果分析
5.2 实验环境与平台搭建
5.2.1 wMPS系统和AGV系统搭建
5.2.2 场地坐标系建立
5.2.3 AGV中心拟合
5.2.4 位姿静态稳定性测试
5.3 AGV路径规划实验
5.3.1 重复定位实验
5.3.2 简单路径规划
5.3.3 复杂路径规划
5.3.4 误差分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向飞机柔性装配线的联动AGV研制[J]. 张辉,周丽,郭洪杰,宋洪强,王韬. 航空制造技术. 2013(20)
[2]惯性技术研究现状及发展趋势[J]. 王巍. 自动化学报. 2013(06)
[3]自动导引车（AGV）关键技术现状及其发展趋势[J]. 武启平,金亚萍,任平,查振元. 制造业自动化. 2013(10)
[4]AGV在汽车装配线上的应用[J]. 孙立军. 科技风. 2012(20)
[5]移动机器人同步定位与地图构建过程中的轨迹规划研究[J]. 张恒,樊晓平. 机器人. 2006(03)
[6]AGV及AGVS方案研究[J]. 董平,赵海伶. 组合机床与自动化加工技术. 2002(02)
[7]现代误差理论及其基本问题[J]. 费业泰. 宇航计测技术. 1996(Z1)
博士论文
[1]基于wMPS的室内AGV精确导航定位关键技术研究[D]. 黄喆.天津大学 2016
[2]基于激光雷达的室内AGV地图创建与定位方法研究[D]. 满增光.南京航空航天大学 2014
[3]面向大型复杂现场的测量定位方法研究[D]. 刘哲旭.天津大学 2014
[4]wMPS系统的硬件平台优化及动态坐标测量关键技术研究[D]. 端木琼.天津大学 2012
[5]室内测量定位系统测角精度分析及补偿方法研究[D]. 耿磊.天津大学 2012
[6]自动引导车运动分段控制技术研究[D]. 尹晓红.合肥工业大学 2011
[7]基于光电扫描的大尺度空间坐标测量定位技术研究[D]. 杨凌辉.天津大学 2010
[8]未知环境中移动机器人视觉环境建模与定位研究[D]. 王璐.中南大学 2007
硕士论文
[1]基于NI myRIO的智能移动机器人设计[D]. 王云磊.天津职业技术师范大学 2018
[2]基于正交柱面成像测量网络的精密位姿测量技术研究[D]. 关瑞芬.天津大学 2017
[3]基于wMPS的室内导航系统关键技术研究[D]. 黄东.天津大学 2017
[4]室外移动机器人的定位与运动控制研究[D]. 胡胜豪.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于麦克纳姆轮的全向AGV运动控制技术研究[D]. 张星.重庆大学 2016
[6]基于麦克纳姆轮全向车设计与性能研究[D]. 朱艳杰.燕山大学 2016
[7]基于锥光全息测量原理的测距系统研究[D]. 魏志博.天津大学 2016
[8]激光导引AGV控制系统的研究与设计[D]. 王忠海.江西理工大学 2015
[9]车辆组合导航系统中的信息融合技术研究[D]. 邓力.中国矿业大学 2015
[10]基于DSP的发动机试验台测控系统研究[D]. 万乐生.杭州电子科技大学 2009
本文编号：3024860
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3024860.html
