整體上本課題圍繞著倉儲多機器人系統(tǒng)設計問題,從實際應用場景出發(fā),研究了倉儲多機器人系統(tǒng)設計中幾大關鍵技術問題:定位導航、路徑規(guī)劃、多機器人任務調度。本課題主要包括以下幾個方面研究內容:首先,本課題針對輪式倉儲機器人的自主定位問題,提出了一種基于視覺信標和里程計數(shù)據(jù)融合的室內定位方法。通過建立相機模型巧妙地解算信標與相機之間的旋轉和平移關系獲取定位信息。然后針對信標定位方式更新頻率低、定位信息不連續(xù)等問題,在分析陀螺儀和里程計角度誤差特點的基礎上,提出基于方差加權角度融合的方法實現(xiàn)角度融合。并使用Kalman濾波器融合里程計和視覺定位信息彌補單個傳感器定位缺陷。然后,針對機器人路徑規(guī)劃問題,在實現(xiàn)經典A*算法基礎上,從減少路徑轉角次數(shù)的角度出發(fā)對A*算法進行轉角約束,同時為減少多機器人在倉儲環(huán)境中運行時可能發(fā)生的碰撞,引入單行道約束對規(guī)劃出的路徑進行限制。最后,進一步研究并設計倉儲多機器人揀選系統(tǒng)。針對多機器人揀選系統(tǒng)在運行過程中的擁塞問題,提出基于擁塞控制的多機器人路徑規(guī)劃策略,建立預測擁塞概率和擁塞概率地圖,使機器人遠離擁擠區(qū)域從而提高工作效率。詳細分析揀選流程,設計基于貪心思想的多... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 倉儲機器人
        1.2.2 自主定位導航與路徑規(guī)劃
        1.2.3 多機器人任務調度
    1.3 研究內容與目標
        1.3.1 自主定位導航與路徑規(guī)劃
        1.3.2 多機器人揀選系統(tǒng)設計
    1.4 論文組織結構
第2章 倉儲機器人系統(tǒng)
    2.1 倉儲機器人系統(tǒng)軟硬件平臺
        2.1.1 機器人系統(tǒng)硬件框架
        2.1.2 機器人系統(tǒng)定位軟件框架
    2.2 單目相機模型
    2.3 離散型卡爾曼濾波
    2.4 圖搜索理論
    2.5 本章小結
第3章 倉儲機器人室內定位設計
    3.1 倉儲機器人室內定位原理簡介
    3.2 信標定位信息的捕獲與提取
        3.2.1 基于邊緣特征定位信標初分割
        3.2.2 單目視覺定位信息提取
    3.3 多傳感器定位信息融合
        3.3.1 倉儲機器人里程計誤差模型
        3.3.2 基于方差加權的角度融合
        3.3.3 基于Kalman濾波的定位信息融合
    3.4 機器人定位軟件設計
    3.5 機器人室內定位實驗
    3.6 本章小結
第4章 倉儲機器人路徑規(guī)劃
    4.1 標準A*尋路算法研究
    4.2 改進A*尋路算法設計
        4.2.1 引入轉角和單行道約束
        4.2.2 仿真實驗對比與分析
    4.3 點到點路徑規(guī)劃軟件設計
    4.4 本章小結
第5章 倉儲多機器人揀選系統(tǒng)設計
    5.1 倉儲環(huán)境建模與揀選任務描述
        5.1.1 倉庫環(huán)境建模
        5.1.2 揀選任務描述
    5.2 倉儲多機器任務調度與路徑生成
        5.2.1 基于擁塞控制的多機器人路徑規(guī)劃策略
        5.2.2 多機器人任務調度策略
        5.2.3 多機器人碰撞避免與死鎖
    5.3 倉儲多機器人揀選系統(tǒng)軟件設計
        5.3.1 多機器人揀選系統(tǒng)軟件框架與模塊劃分
        5.3.2 基于狀態(tài)轉移的單次揀選任務軟件設計
    5.4 揀選系統(tǒng)實驗分析
        5.4.1 多機器人揀選軟件實驗分析
        5.4.2 擁塞控制實驗分析
        5.4.3 任務調度實驗分析
    5.5 本章小結
總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]多機器人智能倉儲系統(tǒng)中智能調度的研究[J]. 蔣家志,劉國.  機電工程技術. 2017(09)
[2]移動機器人在高壓變電站中的應用[J]. 魯守銀,張營,李建祥,慕世友.  高電壓技術. 2017(01)
[3]醫(yī)療機器人技術發(fā)展綜述[J]. 倪自強,王田苗,劉達.  機械工程學報. 2015(13)
[4]變電站巡檢機器人研究現(xiàn)狀綜述[J]. 楊旭東,黃玉柱,李繼剛,李麗,李北斗.  山東電力技術. 2015(01)
[5]倉儲物流機器人集群的智能調度和路徑規(guī)劃[J]. 沈博聞,于寧波,劉景泰.  智能系統(tǒng)學報. 2014(06)
[6]基于ICP匹配算法的室內移動機器人定位[J]. 顧文華,周波,戴先中.  華中科技大學學報(自然科學版). 2013(S1)
[7]基于人工勢場法的路徑規(guī)劃方法研究及展望[J]. 張殿富,劉福.  計算機工程與科學. 2013(06)
[8]服務機器人技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王田苗,陶永,陳陽.  中國科學:信息科學. 2012(09)
[9]基于邊緣增強的二維碼區(qū)域快速檢測定位算法[J]. 劉家昕,劉家朋,趙宇明.  計算機工程. 2012(12)
[10]移動機器人路徑規(guī)劃技術綜述[J]. 朱大奇,顏明重.  控制與決策. 2010(07)

博士論文
[1]車載自主定位定向系統(tǒng)研究[D]. 嚴恭敏.西北工業(yè)大學 2006

碩士論文
[1]變電站巡檢機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 向光海.西南交通大學 2015



本文編號：3198128