【摘要】：隨著工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)以及智能制造等發(fā)展趨勢,工業(yè)生產(chǎn)自動化和柔性化是兩大核心主題。產(chǎn)線-倉庫物流作為制造過程的重要環(huán)節(jié)之一,由于生產(chǎn)環(huán)境復雜多樣,特別是對于產(chǎn)品周期短、人工參與較多的生產(chǎn)、檢測車間而言,傳統(tǒng)方式的物流運輸效果并不理想。本文結合制造企業(yè)對自動化和柔性化物流運輸?shù)男枨?利用SLAM技術,采用基于二維激光雷達的地圖導航方法,設計并搭建一套能夠實時定位、自主導航、不依賴外部輔助設備的自主移動物流機器人系統(tǒng),實現(xiàn)移動機器人在工業(yè)環(huán)境中的柔性化、智能化物流運輸。本文主要工作如下:首先,結合企業(yè)實際需求、考慮實際工作場景,從功能需求、結構方案、設備選型幾個層面逐步確定系統(tǒng)組成,并搭建起一套物流移動機器人系統(tǒng)。接著,通過分析物流機器人平臺的運動模型和環(huán)境感知傳感器的觀測模型,結合地圖構建算法和蒙特卡洛粒子定位算法,實現(xiàn)物流機器人在環(huán)境中的定位與地圖構建。為了提高在初始化定位過程中粒子濾波的效率和準確性,提出利用“地圖梯度膨脹匹配”的改進方法。然后,在獲得場景二維柵格地圖以及確定物流機器人在地圖中定位情況下,通過分析幾種常用的柵格地圖路徑規(guī)劃算法,提出采用八鄰域探索、考慮轉向代價等優(yōu)化措施,有效提高路徑規(guī)劃的連續(xù)性,并最終采用“改進的A*全局路徑規(guī)劃+改進的BFS局部路徑規(guī)劃+DWA實時路徑規(guī)劃”的模式,實現(xiàn)物流機器人在產(chǎn)線-倉庫之間的自主導航,同時具有自主繞行避障能力。最后,通過Gazebo仿真系統(tǒng)建立仿真模型,驗證了方案的可行性,并為產(chǎn)線工人使用設計專門的物流機器人呼叫系統(tǒng)。經(jīng)過調試和校正、具有自主避障能力的物流機器人,最終可以在制造產(chǎn)線與倉庫中往返導航,且導航精度能夠控制在20cm以內(nèi)。
【圖文】：

第一章 緒 論第一章 緒 論1.1 課題背景及研究意義21 世紀以來，全球科技發(fā)展迅速。隨著高性能的芯片、計算機以及高效率的傳感器等硬件的出現(xiàn)以及廉價化，各種新型機器人、無人機、自動駕駛汽車等高新技術[1-3]，在科技的推動下也成為可能，并逐步滲透到社會的各個方面。而這一切都在一步步改變著人類的社會和經(jīng)濟生活。作為一種具有移動能力的自動化設備，目前移動機器人的作業(yè)有三種形式：人工操作控制、按照既定的程序程自動作業(yè)以及根據(jù)設計的規(guī)則和綱領實現(xiàn)智能的、半自主的運行。其主要完成搬運、引導、巡邏等作業(yè)，應用領域涵蓋制造、建筑、物流、家居餐飲、醫(yī)療等等[4-8]。隨著科技水平的進步和經(jīng)濟社會的發(fā)展，移動機器人的技術在逐步更新和成熟，功能逐步變得復雜和強大的同時，社會對其需求也仍然在不斷提高。

華南理工大學碩士學位論文于汽車底盤裝配作業(yè)開始[9]，物流機器人逐步得到認可會發(fā)展進步和生活水平提高，一方面人工成本逐步提高，同時產(chǎn)業(yè)轉型以及人口老齡化，勞動力缺乏的現(xiàn)象也在很大程度上可靠性和抗疲勞性都優(yōu)于人工作業(yè)，它能量。因此，生產(chǎn)過程機械化、自動化是制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP242;TN958.98;F252

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 李金華;;德國“工業(yè)4.0”與“中國制造2025”的比較及啟示[J];中國地質大學學報(社會科學版);2015年05期

2 程見童;張為華;江振宇;;同時定位與制圖輔助的GPS/DR組合導航[J];國防科技大學學報;2014年03期

3 管林波;董利達;尹俊;;局域精確定位的工業(yè)移動機器人慣性導航方案[J];計算機應用;2014年04期

相關碩士學位論文 前10條

1 劉敬一;自動化倉儲調度系統(tǒng)中多AGV路徑規(guī)劃的研究與實現(xiàn)[D];中國科學院大學(中國科學院沈陽計算技術研究所);2018年

2 鄭富瑜;基于低成本二維激光雷達的自動移動機器人[D];廣東工業(yè)大學;2018年

3 陳諾;基于UWB與慣導融合的室內(nèi)導航系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

4 顧衍明;基于UWB的室內(nèi)機器人定位系統(tǒng)研究與設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

5 邱崇偉;激光叉車AGV的研究與實現(xiàn)[D];江西理工大學;2018年

6 張濤;倉儲物流機器人室內(nèi)定位與路徑規(guī)劃[D];西南交通大學;2018年

7 支元祥;基于飛行時間的激光測距技術研究[D];陜西師范大學;2018年

8 劉坤;基于視覺信息的室內(nèi)移動機器人目標跟蹤及路徑規(guī)劃[D];華南理工大學;2018年

9 周林海;智能餐盤回收機器人的電氣控制和導航方法的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2018年

10 張洋;安防機器人控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];哈爾濱理工大學;2018年

，

本文編號：2629841