基于ROS機(jī)器人的智能物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-16 19:37
電子商務(wù)物流的快速發(fā)展,對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流管理的快速和效率提出了更高的要求,迫使越來(lái)越多的物流公司采用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流的智能化管理,如搬運(yùn)機(jī)器人、機(jī)械臂、碼垛機(jī)器人、起降設(shè)備運(yùn)用到物流倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境中。本文針對(duì)物流系統(tǒng)中貨架操作區(qū)和出入庫(kù)之間貨盤(pán)運(yùn)輸問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一個(gè)智能物流系統(tǒng),采用智能搬運(yùn)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)貨盤(pán)運(yùn)輸?shù)闹悄芑芾怼U撐囊灾悄馨徇\(yùn)機(jī)器人的調(diào)度和用戶管理系統(tǒng)為核心內(nèi)容展開(kāi)研究,首先,采用基于超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)定位技術(shù)結(jié)合最小二乘法實(shí)現(xiàn)了對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的精確定位;其次,采用差速轉(zhuǎn)向控制原理,基于機(jī)器人操作系統(tǒng)(Robot Operating System,ROS)實(shí)現(xiàn)了搬運(yùn)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)和控制;再次,采用改進(jìn)的A星算法(A Star,A*)優(yōu)化轉(zhuǎn)彎次數(shù)和路徑長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)了搬運(yùn)機(jī)器人的最短路徑規(guī)劃;然后,采用基于速度調(diào)節(jié)沖突解決方法解決了搬運(yùn)機(jī)器人的交通沖突;最后,使用Visual Studio 2015軟件編程開(kāi)發(fā)了用戶管理系統(tǒng);最終通過(guò)硬件和軟件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了搬運(yùn)機(jī)器人的智能物流系統(tǒng)。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室搭建UWB定位基站,對(duì)基于UWB定位方法的搬運(yùn)機(jī)器人定位精度進(jìn)行了測(cè)量,定位精...
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 論文的研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 智能物流系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 智能物流系統(tǒng)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及文章結(jié)構(gòu)
第二章 ROS機(jī)器人智能物流系統(tǒng)理論基礎(chǔ)
2.1 機(jī)器人定位技術(shù)
2.1.1 UWB定位原理
2.1.2 UWB定位方法
2.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
2.2.1 兩輪差速控制原理
2.2.2 TF坐標(biāo)變換
2.3 倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境的建圖原理
2.3.1 倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境建模
2.3.2 電子地圖的路徑設(shè)計(jì)
2.4 機(jī)器人路徑規(guī)劃方法
2.4.1 迪杰斯特拉(Dijkstra)算法
2.4.2 A*算法
2.5 機(jī)器人調(diào)度原則和沖突分類
2.5.1 機(jī)器人系統(tǒng)調(diào)度原則
2.5.2 機(jī)器人路徑?jīng)_突分類
2.6 機(jī)器人路徑?jīng)_突檢測(cè)及解決方法
2.6.1 基于時(shí)間窗的路徑規(guī)劃
2.6.2 基于有向圖的路徑規(guī)劃
2.7 本章小結(jié)
第三章 ROS機(jī)器人路徑規(guī)劃和調(diào)度策略仿真
3.1 建立環(huán)境電子地圖
3.2 路徑規(guī)劃算法仿真
3.2.1 Dijkstra算法和A*算法的比較
3.2.2 A*算法仿真
3.2.3 改進(jìn)的A*算法及仿真
3.3 基于時(shí)間窗的多機(jī)器人調(diào)度策略仿真
3.3.1 基于停車等待的交通沖突解決策略仿真
3.3.2 基于速度調(diào)節(jié)的交通沖突解決策略仿真
3.3.3 停車等待和速度調(diào)節(jié)兩種方法的比較
3.4 本章小結(jié)
第四章 ROS機(jī)器人物流系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.1 機(jī)器人物流系統(tǒng)需求分析
4.2 機(jī)器人物流系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.3 機(jī)器人物流系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.3.1 系統(tǒng)硬件選型
4.3.2 硬件平臺(tái)搭建
4.4 機(jī)器人物流系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
4.5 ROS系統(tǒng)的應(yīng)用
4.6 本章小結(jié)
第五章 智能物流系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.1 物流系統(tǒng)軟件功能分析
5.2 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.2.1 電子地圖的建立
5.2.2 通信模塊
5.2.3 機(jī)器人管理模塊
5.2.4 路徑規(guī)劃模塊
5.2.5 任務(wù)調(diào)度模塊
5.2.6 監(jiān)控模塊
5.3 機(jī)器人定位坐標(biāo)解算
5.4 機(jī)器人行駛里程和旋轉(zhuǎn)角控制
5.5 本章小結(jié)
第六章 智能物流系統(tǒng)測(cè)試與分析
6.1 UWB定位設(shè)備的數(shù)據(jù)標(biāo)定和定位測(cè)試
6.2 智能物流系統(tǒng)工作流程
6.3 單AGV任務(wù)測(cè)試
6.4 多AGV任務(wù)測(cè)試
6.5 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果分析
6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
研究工作總結(jié)
工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于ROS的慣性和視覺(jué)里程計(jì)的機(jī)器人室內(nèi)定位[J]. 龔學(xué)銳,閔華松. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2019(05)
[2]ROS框架下移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)定位導(dǎo)航研究[J]. 謝宇忻,劉延雯,王鑠,蔡俊,吳葉蘭. 工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(01)
[3]基于ROS的競(jìng)賽機(jī)器人自主定位與導(dǎo)航技術(shù)研究[J]. 宋杰,申劍濤,張豪. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(06)
[4]基于ROS的室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)研究[J]. 劉海平,戰(zhàn)強(qiáng). 機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2018(06)
[5]倉(cāng)儲(chǔ)物流中自動(dòng)導(dǎo)引車的路徑規(guī)劃研究[J]. 劉敬一,孫維堂,劉閩,董君陶. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(12)
[6]智能物流分揀傳送系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 侯睿,張馳,周沛馳,李宗霖. 信息記錄材料. 2018(11)
[7]智能制造對(duì)物流技術(shù)的新需求[J]. 錢樂(lè)平,朱寶昌,蓋宇春,朱巖,聞琦. 物流工程與管理. 2018(10)
[8]基于人工智能的大規(guī)模物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 季長(zhǎng)清,王御龍,陳龍軍,王溯,胡曉,王德龍. 中國(guó)科技信息. 2018(18)
[9]基于傳統(tǒng)超寬帶的室內(nèi)高精度動(dòng)態(tài)定位算法[J]. 王冰,劉炎炎,李清泉,莊嚴(yán),鐘佳威. 測(cè)繪地理信息. 2018(04)
[10]基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間差的超寬帶室內(nèi)定位算法[J]. 曾玲,彭程,劉恒. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(S1)
碩士論文
[1]基于UWB的室內(nèi)機(jī)器人定位系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 顧衍明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于群體智能優(yōu)化的AGV路徑規(guī)劃算法研究[D]. 荀燕琴.吉林大學(xué) 2017
[3]基于智能倉(cāng)庫(kù)的多機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張丹露.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院) 2017
[4]AGV自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)調(diào)度及路徑規(guī)劃的研究[D]. 馮海雙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):2920672
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 論文的研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 智能物流系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 智能物流系統(tǒng)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及文章結(jié)構(gòu)
第二章 ROS機(jī)器人智能物流系統(tǒng)理論基礎(chǔ)
2.1 機(jī)器人定位技術(shù)
2.1.1 UWB定位原理
2.1.2 UWB定位方法
2.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
2.2.1 兩輪差速控制原理
2.2.2 TF坐標(biāo)變換
2.3 倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境的建圖原理
2.3.1 倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境建模
2.3.2 電子地圖的路徑設(shè)計(jì)
2.4 機(jī)器人路徑規(guī)劃方法
2.4.1 迪杰斯特拉(Dijkstra)算法
2.4.2 A*算法
2.5 機(jī)器人調(diào)度原則和沖突分類
2.5.1 機(jī)器人系統(tǒng)調(diào)度原則
2.5.2 機(jī)器人路徑?jīng)_突分類
2.6 機(jī)器人路徑?jīng)_突檢測(cè)及解決方法
2.6.1 基于時(shí)間窗的路徑規(guī)劃
2.6.2 基于有向圖的路徑規(guī)劃
2.7 本章小結(jié)
第三章 ROS機(jī)器人路徑規(guī)劃和調(diào)度策略仿真
3.1 建立環(huán)境電子地圖
3.2 路徑規(guī)劃算法仿真
3.2.1 Dijkstra算法和A*算法的比較
3.2.2 A*算法仿真
3.2.3 改進(jìn)的A*算法及仿真
3.3 基于時(shí)間窗的多機(jī)器人調(diào)度策略仿真
3.3.1 基于停車等待的交通沖突解決策略仿真
3.3.2 基于速度調(diào)節(jié)的交通沖突解決策略仿真
3.3.3 停車等待和速度調(diào)節(jié)兩種方法的比較
3.4 本章小結(jié)
第四章 ROS機(jī)器人物流系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.1 機(jī)器人物流系統(tǒng)需求分析
4.2 機(jī)器人物流系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.3 機(jī)器人物流系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.3.1 系統(tǒng)硬件選型
4.3.2 硬件平臺(tái)搭建
4.4 機(jī)器人物流系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)
4.5 ROS系統(tǒng)的應(yīng)用
4.6 本章小結(jié)
第五章 智能物流系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.1 物流系統(tǒng)軟件功能分析
5.2 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
5.2.1 電子地圖的建立
5.2.2 通信模塊
5.2.3 機(jī)器人管理模塊
5.2.4 路徑規(guī)劃模塊
5.2.5 任務(wù)調(diào)度模塊
5.2.6 監(jiān)控模塊
5.3 機(jī)器人定位坐標(biāo)解算
5.4 機(jī)器人行駛里程和旋轉(zhuǎn)角控制
5.5 本章小結(jié)
第六章 智能物流系統(tǒng)測(cè)試與分析
6.1 UWB定位設(shè)備的數(shù)據(jù)標(biāo)定和定位測(cè)試
6.2 智能物流系統(tǒng)工作流程
6.3 單AGV任務(wù)測(cè)試
6.4 多AGV任務(wù)測(cè)試
6.5 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果分析
6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
研究工作總結(jié)
工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于ROS的慣性和視覺(jué)里程計(jì)的機(jī)器人室內(nèi)定位[J]. 龔學(xué)銳,閔華松. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2019(05)
[2]ROS框架下移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)定位導(dǎo)航研究[J]. 謝宇忻,劉延雯,王鑠,蔡俊,吳葉蘭. 工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(01)
[3]基于ROS的競(jìng)賽機(jī)器人自主定位與導(dǎo)航技術(shù)研究[J]. 宋杰,申劍濤,張豪. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(06)
[4]基于ROS的室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)研究[J]. 劉海平,戰(zhàn)強(qiáng). 機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2018(06)
[5]倉(cāng)儲(chǔ)物流中自動(dòng)導(dǎo)引車的路徑規(guī)劃研究[J]. 劉敬一,孫維堂,劉閩,董君陶. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(12)
[6]智能物流分揀傳送系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 侯睿,張馳,周沛馳,李宗霖. 信息記錄材料. 2018(11)
[7]智能制造對(duì)物流技術(shù)的新需求[J]. 錢樂(lè)平,朱寶昌,蓋宇春,朱巖,聞琦. 物流工程與管理. 2018(10)
[8]基于人工智能的大規(guī)模物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 季長(zhǎng)清,王御龍,陳龍軍,王溯,胡曉,王德龍. 中國(guó)科技信息. 2018(18)
[9]基于傳統(tǒng)超寬帶的室內(nèi)高精度動(dòng)態(tài)定位算法[J]. 王冰,劉炎炎,李清泉,莊嚴(yán),鐘佳威. 測(cè)繪地理信息. 2018(04)
[10]基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間差的超寬帶室內(nèi)定位算法[J]. 曾玲,彭程,劉恒. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(S1)
碩士論文
[1]基于UWB的室內(nèi)機(jī)器人定位系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 顧衍明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于群體智能優(yōu)化的AGV路徑規(guī)劃算法研究[D]. 荀燕琴.吉林大學(xué) 2017
[3]基于智能倉(cāng)庫(kù)的多機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張丹露.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院) 2017
[4]AGV自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)調(diào)度及路徑規(guī)劃的研究[D]. 馮海雙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):2920672
本文鏈接:http://sikaile.net/jingjilunwen/hongguanjingjilunwen/2920672.html
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