近年來移動機器人發(fā)展迅猛,成熟的機器人操作系統(tǒng)框架如ROS等成為了許多高校與研究機構選用的機器人平臺。疫情來臨之際,真機實驗受到限制,機器人模擬平臺受到了更多的關注。但是就在直接使用ROS帶來快速驗證、安全實踐等便捷實利的同時,它也從很大程度上限定了開發(fā)環(huán)境與應用環(huán)境,限制了科研人員的思考空間與創(chuàng)新意識。本文旨在明確日�？蒲谢顒又幸苿訖C器人平臺的核心軟硬件需求,選擇C++語言編寫硬件抽象、消息傳遞與運動邏輯,選擇Qt進行可視化,從零搭建AGV模擬器,并在此基礎上模擬實現(xiàn)導航避障算法,從而助力實現(xiàn)自由度更高的機器人技術應用。本文根據(jù)使用的需要建立了三個坐標系:世界坐標系、網(wǎng)格坐標系、像素坐標系。使用世界坐標系表示機器人的位姿,使用網(wǎng)格坐標系方便進行路徑搜索,使用像素坐標系方便進行人機交互。三種坐標系在需要的情況下可以靈活轉(zhuǎn)換,統(tǒng)籌完成指定任務。在實現(xiàn)樸素A*尋路算法并討論了A*參數(shù)選取的問題之后,針對樸素A*尋路算法在實際使用時出現(xiàn)的問題,本文在的基礎上還進行了以下嘗試:采用柵格金字塔搜尋路徑以提升搜尋速度;多線程運算提升程序響應速度;使用直線檢測算法簡化一條直線上路徑點的數(shù)量。本文依照... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 移動服務機器人領域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 移動服務機器人領域國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 移動服務機器人國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 ROS發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
        1.3.1 AGV模擬器研發(fā)
        1.3.2 膨脹地圖下A*尋路算法的應用
        1.3.3 尋路算法優(yōu)化
        1.3.4 尋路算法性能評估
第2章 AGV模擬器研發(fā)
    2.1 移動機器人原型機概述
    2.2 開發(fā)環(huán)境的選擇與軟件架構
        2.2.1 開發(fā)環(huán)境的選擇
        2.2.2 軟件架構
    2.3 硬件抽象與消息傳遞
        2.3.1 硬件抽象
        2.3.2 消息傳遞
    2.4 導航邏輯
    2.5 可視化與界面交互
    2.6 坐標變換
    2.7 運動優(yōu)化
        2.7.1 無級變速
        2.7.2 定檔變速
        2.7.3 全向運動
    2.8 異常處理
        2.8.1 動態(tài)障礙物
        2.8.2 丟失定位
        2.8.3 路徑規(guī)劃失效
    2.9 本章小結
第3章 膨脹地圖下A*尋路算法的應用
    3.1 樸素A*算法
    3.2 A*算法的參數(shù)討論
        3.2.1 啟發(fā)函數(shù)
        3.2.2 數(shù)據(jù)結構
    3.3 膨脹地圖下A*尋路算法的應用
    3.4 本章小結
第4章 尋路算法優(yōu)化與性能評估
    4.1 尋路算法優(yōu)化
        4.1.1 柵格金字塔
        4.1.2 多線程計算
        4.1.3 路徑隊列優(yōu)化
    4.2 尋路算法性能評估
        4.2.1 算法性能評估方法
        4.2.2 評估功能的實現(xiàn)
    4.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]移動機器人自主定位和導航系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 仉新,張禹,蘇曉明.  機床與液壓. 2020(10)
[2]掃地機器人與吸塵器的區(qū)別[J]. 潘希成.  大眾用電. 2020(04)
[3]蟻群算法在移動機器人路徑規(guī)劃中的應用綜述[J]. 張松燦,普杰信,司彥娜,孫力帆.  計算機工程與應用. 2020(08)
[4]移動機器人目標識別與定位算法發(fā)展綜述[J]. 李兆冬,陶進,安旭陽.  車輛與動力技術. 2020(01)
[5]基于A*算法的機器人路徑規(guī)劃與避障研究[J]. 張益輝,王長寧,孫玲.  微型電腦應用. 2020(02)
[6]室內(nèi)環(huán)境下移動機器人地圖構建與路徑規(guī)劃技術[J]. 陳雪超,開超,盧飛宇.  電子技術與軟件工程. 2019(20)
[7]A*算法改進研究[J]. 鄧圣乾,李宏偉,趙家瑤,姜晶莉.  測繪與空間地理信息. 2019(10)
[8]室內(nèi)移動機器人的定位技術研究[J]. 趙宇琛.  制造業(yè)自動化. 2019(07)
[9]輪式移動機器人文獻綜述[J]. 王曉蕓,崔培,陳曉.  石家莊鐵路職業(yè)技術學院學報. 2019(02)
[10]移動機器人路徑規(guī)劃綜述[J]. 宋曉茹,任怡悅,高嵩,陳超波.  計算機測量與控制. 2019(04)

碩士論文
[1]室內(nèi)環(huán)境下移動機器人地圖構建與路徑規(guī)劃技術研究[D]. 王徽.安徽工程大學 2019
[2]面向多人場景的博物館導覽機器人自動避障技術研究[D]. 劉傳.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[3]室內(nèi)環(huán)境中移動機器人的多目標點路徑規(guī)劃方法研究[D]. 白天.浙江大學 2019
[4]可展輪式移動機器人分析與運動控制[D]. 李照剛.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3464415