【摘要】：隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展,服務(wù)機(jī)器人因為其能夠完成枯燥耗時的工作而被廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。關(guān)于服務(wù)機(jī)器人的研究,軟件功能和定位技術(shù)一直是其研究熱點。目前,尚未有人開發(fā)出針對高鐵列車這一特定環(huán)境中使用的送餐機(jī)器人�；谶@一現(xiàn)象,本項目設(shè)計開發(fā)了高鐵用的自主送餐車,其能夠代替高鐵服務(wù)人員完成枯燥耗時的送餐工作,具有十分重要的意義。本文針對本項目開發(fā)的自主送餐車進(jìn)行了定位技術(shù)和軟件功能研究,設(shè)計了基于WiFi定位的自主送餐車軟件系統(tǒng),主要工作包括:(1)針對高鐵列車這一特殊的應(yīng)用環(huán)境,對常用的定位技術(shù)進(jìn)行分析、比較,結(jié)合環(huán)境條件、硬件成本以及定位需求,選用基于WiFi信號的位置指紋定位方法。重點研究位置指紋定位方法的相關(guān)方案,提出改進(jìn)的位置指紋定位方法。將環(huán)境劃分為多個子區(qū)域,使用中值濾波對離線階段采集到的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,再使用SVM分類定位算法,將定位問題轉(zhuǎn)化為區(qū)域分類問題。并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析,針對定位誤差產(chǎn)生的原因,提出了一種適用于實際環(huán)境的定位結(jié)果校正方法,提高定位精度。(2)針對本項目應(yīng)用場景,采用Java語言編寫自主送餐車上位機(jī)軟件系統(tǒng),其包括了設(shè)備管理系統(tǒng)和定位系統(tǒng):設(shè)備管理系統(tǒng)能夠顯示送餐車的實時狀態(tài)信息,對送餐車進(jìn)行實時控制,方便對送餐車進(jìn)行監(jiān)控;定位系統(tǒng)是基于本文提出的定位算法設(shè)計的。并且,針對底層控制器的通訊條件,使用Modbus/TCP通訊實現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)底層控制器的無線通訊,完成數(shù)據(jù)交互。(3)對本文設(shè)計的上位機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行測試,經(jīng)驗證,基于WiFi定位的自主送餐車軟件系統(tǒng)功能達(dá)到了預(yù)期效果。
【圖文】：

送餐服務(wù)需求量大，服務(wù)質(zhì)量要求高的特定環(huán)境，設(shè)計開發(fā)了一款在高鐵送餐車，其可以代替高鐵送餐人員為乘客提供訂餐與送餐服務(wù)。一方面，以節(jié)約人力，節(jié)省人力資本；另一方面，自主送餐車可以實現(xiàn)乘客隨時進(jìn)時間取餐等功能，讓乘客感受到更加智能化的服務(wù)。基于本項目設(shè)計的自文設(shè)計并實現(xiàn)了基礎(chǔ)的上位機(jī)軟件系統(tǒng)，集成了設(shè)備管理系統(tǒng)與定位系統(tǒng)外研究現(xiàn)狀外服務(wù)機(jī)器人研究現(xiàn)狀在移動機(jī)器人的研究開發(fā)上起步較早，并且美國、日本、歐洲、韓國等紛人研究計劃，加大了機(jī)器人發(fā)展力度，取得很多成果。移動機(jī)器人的研究紀(jì) 60 年代，斯坦福研究院的人工智能中心于 1960 年到 1972 年研制的移動y（如圖 1-1）是世界上第一臺真正意義上的移動機(jī)器人，Shakey 機(jī)器人裝攝像機(jī)、測距儀、傳感器、驅(qū)動電機(jī)以及編碼器等，由兩臺計算機(jī)通過無制，其可以進(jìn)行簡單的自主導(dǎo)航[8]。

獲得了較好的市場反饋，在此之后，iRobot 先后推出了擦地機(jī)器人、擦窗機(jī)器人、泳池清潔機(jī)器人、管道清潔機(jī)器人，這推動了清潔機(jī)器人的不斷研究與發(fā)展，，使得清潔機(jī)器人成為目前人類日常生活中較為常見的服務(wù)機(jī)器人。2012 年，亞馬遜作為電商巨頭，斥巨資收購了 Kiva systems 公司的機(jī)器人項目，利用 Kiva 機(jī)器人（如圖 1-2.(a)）高效地完成訂單的分揀操作，實現(xiàn)了亞馬遜物流強(qiáng)大的倉儲能力。Kiva 移動執(zhí)行系統(tǒng)作為頂尖的自主移動機(jī)器人技術(shù)，包括了視覺導(dǎo)航的巡航定位技術(shù)、自主充電動力補(bǔ)充技術(shù)、WiFi 無線通訊技術(shù)和智能化的軟件系統(tǒng)技術(shù)。Kiv機(jī)器人及其相關(guān)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)將亞馬遜的物流配送變得靈活，不僅提高了運輸效率，也提高了執(zhí)行準(zhǔn)確性。在送餐機(jī)器人的研究上，目前 JustEat 外賣公司與英國 Starship 科技公司合作開發(fā)的外賣機(jī)器人已經(jīng)出現(xiàn)在大街上（如圖 1-2.(b)），訂餐人員實現(xiàn)用手機(jī) APP 解鎖機(jī)器人獲取外賣。該送餐機(jī)器人底部 6 個輪子，上方為貨艙，能夠承載 9 公斤左右的貨物，速度每小時 6.4 公里，并且前方和后方總共布置 9 個攝像頭，以實現(xiàn)實時的路況觀察，同時配置有導(dǎo)航系統(tǒng)和避障軟件負(fù)責(zé)選擇線路，避開行人及路障。并且，該機(jī)器人的智能控制系統(tǒng)與后臺數(shù)據(jù)庫相連，工作人員可以使用手機(jī) APP 控制機(jī)器人。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN92;TP242

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊娜;李漢舟;;服務(wù)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)研究進(jìn)展[J];機(jī)電工程;2015年12期

2 ;新松智能送餐機(jī)器人正式投入市場[J];中國機(jī)電工業(yè);2014年11期

3 沈應(yīng)龍;;國際服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的趨勢與未來[J];世界科學(xué);2014年08期

4 高云峰;周倫;呂明睿;劉文濤;;自主移動機(jī)器人室內(nèi)定位方法研究綜述[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年12期

5 張錚;饒志訓(xùn);黃志峰;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中RSSI濾波的若干處理方法[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2013年20期

6 譚民;王碩;;機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J];自動化學(xué)報;2013年07期

7 歐勇盛;江國來;;服務(wù)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2012年05期

8 王田苗;陶永;陳陽;;服務(wù)機(jī)器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];中國科學(xué):信息科學(xué);2012年09期

9 汪苑;林錦國;;幾種常用室內(nèi)定位技術(shù)的探討[J];中國儀器儀表;2011年02期

10 彭丁聰;;卡爾曼濾波的基本原理及應(yīng)用[J];軟件導(dǎo)刊;2009年11期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 于清曉;輪式餐廳服務(wù)機(jī)器人移動定位技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2013年

2 張明華;基于WLAN的室內(nèi)定位技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 向朋;利用環(huán)境特征及WiFi射頻干擾指紋定位ZigBee節(jié)點的研究[D];深圳大學(xué);2017年

2 苗夢浩;基于WIFI定位的多移動機(jī)器人視頻采集設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2017年

3 王思雪;WiFi位置指紋定位技術(shù)應(yīng)用算法研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

4 黃鵬臻;安防機(jī)器人軟件系統(tǒng)設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2016年

5 楊帆;基于改進(jìn)KNN算法的室內(nèi)WIFI定位技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

6 曾健;巡檢機(jī)器人UWB無線定位算法和導(dǎo)航控制系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 王淑婷;基于位置指紋的WiFi定位算法研究[D];吉林大學(xué);2015年

8 許曉丹;網(wǎng)格劃分基礎(chǔ)上的基于AP選擇的室內(nèi)定位技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

9 葛麗;基于WIFI位置指紋室內(nèi)定位算法關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

10 羅家宥;基于位置指紋的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)與實現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2014年

本文編號：2644553