自动送货机器人控制研究
发布时间：2022-01-13 12:25
随着国民经济和生活水平的不断提高,电子商务迅速发展,但快递业随之出现的种种问题在某种程度上严重影响了用户的良好体验,尤其是最后一公里问题日益突出。以在大学校园内完成快递末端配送任务的自动送货机器人作为研究对象,针对机器人控制方案、快件厢柜控制系统设计、障碍物检测、行人和机动车/自行车检测算法研究及仿真分析等几个方面进行了研究。对自动送货机器人控制方案研究,首先对快件厢柜控制系统组成进行分析,然后对控制器进行选择,最终完成快件厢柜各模块的设计,为后续快件厢柜控制系统的设计提供了理论基础。自动送货机器人由机器人本体和快件厢柜两部分组成,本体部分是机器人实现自主作业的基础,而厢柜部分不但承担快递包裹存储任务,而且根据用户指令能够准确判断出快递包裹位置并将快递包裹可靠取出。为此设计了一种基于STM32单片机的厢柜控制系统,主要包括硬件设计和软件设计。硬件设计包括对所需硬件进行选型,完成硬件连接图,并基于硬件连接图搭建实验平台;软件设计主要是对整个取货过程进行程序编写,并将编写好的程序在实验平台中运行,所得结果验证了所设计控制系统的可行性。自动送货机器人自主作业过程中障碍物检测部分尤为重要,为保...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
京东大型无人配送车
第1章文献综述-3-京东物流最早设计并实际生产的京东无人送货车于2017年6月18日在中国人民大学首次亮相，并展示如何完成快递配送任务，这也就意味着国内无人配送机器人的研究迈出了第一步[7]。京东大型无人送货车一次最多能配送几十个包裹，车顶安装有一个十六线激光雷达，四周各安装一个单线激光雷达和数个摄像头，其外型如图1所示。2）菜鸟ET实验室菜鸟小G菜鸟小G（如图2所示）主要解决快递行业末端最后一公里配送难问题。它拥有超大容量，身高1.2m，持久耐航，充电一次持续运载8h，具有动态识别、及时避让的功能，其障碍物检测系统采用SLAM方案，即激光与视觉共同使用，通过智能算法对道路环境中的各种障碍物进行识别，并对动态障碍物进行实时动作预测，同时用户可通过APP实时查看包裹的位置状态及配送情况[8]。图1京东大型无人配送车图2菜鸟ET实验室菜鸟小GFig.1JingdonglargeunmanneddeliveryvehicleFig.2RookieETLabRookieSmallG3）苏宁快递无人车“卧龙一号”苏宁快递无人车“卧龙一号”是国内首个可以独立使用电梯的无人车，如图3所示。“卧龙一号”机器人有两种，一种为四轮驱动，另一种为六轮驱动，六轮驱动应用较多，其高度为1m左右，一次可接受30kg以内的货物，行驶速度最快达到12km/h，充一次电最多可持续运行8h，在人机交互方面，可以智能提示路过的行人、车辆及障碍物。苏宁送货车可在室内室外同时使用，无需切换模式，有效的缓解了住宅区内配送难问题。苏宁送货车以激光雷达检测为主，因此它可以完成全天候及复杂环境下的配送任务[9]。4）唯品会智能快递无人车2017年唯品会无人送货车正式发布，如图4所示。唯品会无人送货车为国内单
华北理工大学硕士学位论文-4-次配送包裹量最大的送货车，它配置有一个智能货柜，货柜中可以自由摆放20个包裹存储盒，相当于一个配送员单程完成的最大工作量[10]。图3苏宁“卧龙一号”图4唯品会智能快递无人车Fig.3Suning"WolongNo.1"Fig.4Vipshopsmartexpressunmannedvehicle同时部分高校也在进行自动送货机器人的设计与研究，而高校对送货机器人的研究由于资金不足，大多数并未投入实际生产，但高校对送货机器人的研究想法更加新颖，应用更加广泛。5）杭州科技职业技术学院高端装备研究所的彭宽栋等人于2017年研制了一种可用于快递及外卖等行业最后一公里配送的自适应履带机器人，如图5所示。自适应履带机器人中内置有一个三段式履带越障结构，为提高该结构传动摩擦力，彭东宽等人设计一种内侧带有轮齿的履带，为满足在各种恶劣路面情况下的正常行驶，在送货机器人上应用两组摆臂驱动轮和三段式履带机构同步工作方式[11]。图5自适应履带机器人Fig.5Adaptivecrawlerrobot6）青岛大学ChengAlen于2019年提出RoverGO校园无人送货小车如图6所示，专门应用于青岛校区外卖供应的校园无人送货项目，使用无人车代替人工，满足安全和配送效率高的要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能车辆障碍物检测技术综述[J]. 李洋. 大众科技. 2019(06)
[2]无人驾驶汽车环境感知技术综述[J]. 孙志国. 南方农机. 2019(03)
[3]基于MATLAB的非线性曲线拟合赋权法[J]. 屈仁春. 成都航空职业技术学院学报. 2018(04)
[4]自动驾驶汽车高精定位导航技术路线分析[J]. 赵佳,刘清波. 客车技术与研究. 2018(04)
[5]无人驾驶车辆行为决策系统研究[J]. 熊璐,康宇宸,张培志,朱辰宇,余卓平. 汽车技术. 2018(08)
[6]基于多传感器的智能小车避障控制系统设计[J]. 陈威,陈静. 工业控制计算机. 2018(07)
[7]雷达信号数字脉冲压缩技术分析及MATLAB仿真[J]. 李红霞. 信息化研究. 2018(01)
[8]基于视觉和毫米波雷达的车道级定位方法[J]. 赵翔,杨明,王春香,王冰. 上海交通大学学报. 2018(01)
[9]自适应履带机器人的研究与测试[J]. 彭宽栋,张学良,郑龙,罗晓晔,曹周杰. 机电工程. 2017(12)
[10]基于STM32和THB6064H的步进电机运动控制系统设计[J]. 刘必旺,陆晓昌. 江苏理工学院学报. 2017(04)
博士论文
[1]智能优化算法研究及其在移动机器人相关技术中的应用[D]. 王海英.哈尔滨理工大学 2007
硕士论文
[1]高炉煤气管道检测机器人关键技术研究[D]. 唐宇轩.华北理工大学 2018
[2]基于多传感器智能汽车环境感知系统研究[D]. 陈思宇.南昌航空大学 2017
[3]基于多传感器信息融合与外形识别的四旋翼飞行器避障算法研究[D]. 杜人照.江西理工大学 2017
[4]基于组合毫米波雷达的智能车环境感知方法[D]. 刘曰.烟台大学 2016
[5]基于STM32F407的视频采集与传输系统设计[D]. 曾文兵.华中师范大学 2016
[6]基于STM32与CPLD的多通道控制系统研究[D]. 张琳.西南交通大学 2015
[7]基于STM32F407ZG的呼气式酒精含量检测仪的研究[D]. 贾安冰.河北工业大学 2015
[8]基于雷达和红外传感器数据融合技术研究与仿真实现[D]. 付琳.南京航空航天大学 2015
[9]基于加权融合算法的高铁速度信息融合技术的研究[D]. 于鸿江.兰州交通大学 2014
[10]风管清扫机器人多传感器信息融合障碍物检测[D]. 张素薇.湖南大学 2012
本文编号：3586419
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
京东大型无人配送车
第1章文献综述-3-京东物流最早设计并实际生产的京东无人送货车于2017年6月18日在中国人民大学首次亮相，并展示如何完成快递配送任务，这也就意味着国内无人配送机器人的研究迈出了第一步[7]。京东大型无人送货车一次最多能配送几十个包裹，车顶安装有一个十六线激光雷达，四周各安装一个单线激光雷达和数个摄像头，其外型如图1所示。2）菜鸟ET实验室菜鸟小G菜鸟小G（如图2所示）主要解决快递行业末端最后一公里配送难问题。它拥有超大容量，身高1.2m，持久耐航，充电一次持续运载8h，具有动态识别、及时避让的功能，其障碍物检测系统采用SLAM方案，即激光与视觉共同使用，通过智能算法对道路环境中的各种障碍物进行识别，并对动态障碍物进行实时动作预测，同时用户可通过APP实时查看包裹的位置状态及配送情况[8]。图1京东大型无人配送车图2菜鸟ET实验室菜鸟小GFig.1JingdonglargeunmanneddeliveryvehicleFig.2RookieETLabRookieSmallG3）苏宁快递无人车“卧龙一号”苏宁快递无人车“卧龙一号”是国内首个可以独立使用电梯的无人车，如图3所示。“卧龙一号”机器人有两种，一种为四轮驱动，另一种为六轮驱动，六轮驱动应用较多，其高度为1m左右，一次可接受30kg以内的货物，行驶速度最快达到12km/h，充一次电最多可持续运行8h，在人机交互方面，可以智能提示路过的行人、车辆及障碍物。苏宁送货车可在室内室外同时使用，无需切换模式，有效的缓解了住宅区内配送难问题。苏宁送货车以激光雷达检测为主，因此它可以完成全天候及复杂环境下的配送任务[9]。4）唯品会智能快递无人车2017年唯品会无人送货车正式发布，如图4所示。唯品会无人送货车为国内单
华北理工大学硕士学位论文-4-次配送包裹量最大的送货车，它配置有一个智能货柜，货柜中可以自由摆放20个包裹存储盒，相当于一个配送员单程完成的最大工作量[10]。图3苏宁“卧龙一号”图4唯品会智能快递无人车Fig.3Suning"WolongNo.1"Fig.4Vipshopsmartexpressunmannedvehicle同时部分高校也在进行自动送货机器人的设计与研究，而高校对送货机器人的研究由于资金不足，大多数并未投入实际生产，但高校对送货机器人的研究想法更加新颖，应用更加广泛。5）杭州科技职业技术学院高端装备研究所的彭宽栋等人于2017年研制了一种可用于快递及外卖等行业最后一公里配送的自适应履带机器人，如图5所示。自适应履带机器人中内置有一个三段式履带越障结构，为提高该结构传动摩擦力，彭东宽等人设计一种内侧带有轮齿的履带，为满足在各种恶劣路面情况下的正常行驶，在送货机器人上应用两组摆臂驱动轮和三段式履带机构同步工作方式[11]。图5自适应履带机器人Fig.5Adaptivecrawlerrobot6）青岛大学ChengAlen于2019年提出RoverGO校园无人送货小车如图6所示，专门应用于青岛校区外卖供应的校园无人送货项目，使用无人车代替人工，满足安全和配送效率高的要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能车辆障碍物检测技术综述[J]. 李洋. 大众科技. 2019(06)
[2]无人驾驶汽车环境感知技术综述[J]. 孙志国. 南方农机. 2019(03)
[3]基于MATLAB的非线性曲线拟合赋权法[J]. 屈仁春. 成都航空职业技术学院学报. 2018(04)
[4]自动驾驶汽车高精定位导航技术路线分析[J]. 赵佳,刘清波. 客车技术与研究. 2018(04)
[5]无人驾驶车辆行为决策系统研究[J]. 熊璐,康宇宸,张培志,朱辰宇,余卓平. 汽车技术. 2018(08)
[6]基于多传感器的智能小车避障控制系统设计[J]. 陈威,陈静. 工业控制计算机. 2018(07)
[7]雷达信号数字脉冲压缩技术分析及MATLAB仿真[J]. 李红霞. 信息化研究. 2018(01)
[8]基于视觉和毫米波雷达的车道级定位方法[J]. 赵翔,杨明,王春香,王冰. 上海交通大学学报. 2018(01)
[9]自适应履带机器人的研究与测试[J]. 彭宽栋,张学良,郑龙,罗晓晔,曹周杰. 机电工程. 2017(12)
[10]基于STM32和THB6064H的步进电机运动控制系统设计[J]. 刘必旺,陆晓昌. 江苏理工学院学报. 2017(04)
博士论文
[1]智能优化算法研究及其在移动机器人相关技术中的应用[D]. 王海英.哈尔滨理工大学 2007
硕士论文
[1]高炉煤气管道检测机器人关键技术研究[D]. 唐宇轩.华北理工大学 2018
[2]基于多传感器智能汽车环境感知系统研究[D]. 陈思宇.南昌航空大学 2017
[3]基于多传感器信息融合与外形识别的四旋翼飞行器避障算法研究[D]. 杜人照.江西理工大学 2017
[4]基于组合毫米波雷达的智能车环境感知方法[D]. 刘曰.烟台大学 2016
[5]基于STM32F407的视频采集与传输系统设计[D]. 曾文兵.华中师范大学 2016
[6]基于STM32与CPLD的多通道控制系统研究[D]. 张琳.西南交通大学 2015
[7]基于STM32F407ZG的呼气式酒精含量检测仪的研究[D]. 贾安冰.河北工业大学 2015
[8]基于雷达和红外传感器数据融合技术研究与仿真实现[D]. 付琳.南京航空航天大学 2015
[9]基于加权融合算法的高铁速度信息融合技术的研究[D]. 于鸿江.兰州交通大学 2014
[10]风管清扫机器人多传感器信息融合障碍物检测[D]. 张素薇.湖南大学 2012
本文编号：3586419
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