本文關(guān)鍵詞：Mecanum輪式AGV狹窄直角彎轉(zhuǎn)向規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： Mecanum輪 AGV 狹窄直角彎 空間受限 通過(guò)性 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)規(guī)劃

【摘要】：AGV運(yùn)動(dòng)規(guī)劃是機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向。在實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或智能倉(cāng)庫(kù)中存在狹窄直角彎場(chǎng)景,空間的限制造成了傳統(tǒng)的AGV無(wú)法通過(guò)或通過(guò)性低。Mecanum輪式AGV具有全方位移動(dòng)的特性,具有多種轉(zhuǎn)向方式,在狹窄場(chǎng)景下更具優(yōu)勢(shì)。但目前尚缺乏針對(duì)Mecanum輪式AGV在狹窄直角彎下轉(zhuǎn)向的研究,也沒(méi)有相關(guān)的解決方案。因此,在考慮直角彎受限特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,研究結(jié)合Mecanum輪式AGV運(yùn)動(dòng)特性的轉(zhuǎn)向規(guī)劃方法,提高AGV在狹窄直角彎下通過(guò)性,具有重要的實(shí)際意義和理論價(jià)值。論文針對(duì)在狹窄直角彎下缺乏有效的Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向規(guī)劃方法的問(wèn)題,從狹窄直角彎受限特點(diǎn)及Mecanum輪式AGV運(yùn)動(dòng)特性入手,建立了考慮AGV外輪廓的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型用于描述其轉(zhuǎn)向狀態(tài),給出了基于激光雷達(dá)的直角彎道及AGV初始姿態(tài)的描述模型,進(jìn)而提出了考慮全方位移動(dòng)特性的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法,并設(shè)計(jì)系統(tǒng)在實(shí)際平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向過(guò)程。主要的工作包括:(1)Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)建模。論文對(duì)Mecanum輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析,采用速度表示法建立基于質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了航位推算算法,并在此基礎(chǔ)上建立了基于外輪廓的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,用于描述轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)全局下的定位。實(shí)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該模型能有效地描述AGV轉(zhuǎn)向過(guò)程中外輪廓信息。(2)基于激光雷達(dá)的環(huán)境建模。論文通過(guò)分析直角彎道下激光雷達(dá)距離圖像的幾何特征,提出了一種改進(jìn)型split-merge特征提取算法,對(duì)分割合并閾值、準(zhǔn)則,進(jìn)行了改進(jìn)。并在此基礎(chǔ)上建立了基于線段特征的狹窄直角彎幾何描述模型,用于描述直角彎信息以及AGV的初始狀態(tài)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明,該算法能有效降低線段擬合誤差,在環(huán)境建模準(zhǔn)確性上優(yōu)于改進(jìn)前的算法。(3)狹窄直角彎下Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向規(guī)劃方法。論文通過(guò)分析AGV在狹窄直角彎下受限的特點(diǎn),提出了一種基于規(guī)則式的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法。該方法將AGV轉(zhuǎn)向過(guò)程按狀態(tài)劃分,建立了不同狀態(tài)與轉(zhuǎn)向策略之間的映射關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能克服空間限制的問(wèn)題,有效地保證AGV的通過(guò)性。最后,綜合上述研究成果,形成了Mecanum輪式AGV在狹窄直角彎下克服空間限制的轉(zhuǎn)向解決方案,并設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用于“Mecanum輪式AGV平臺(tái)”。應(yīng)用效果表明,該方案能準(zhǔn)確地描述AGV的轉(zhuǎn)向外輪廓信息以及環(huán)境信息,相比圓弧、原地轉(zhuǎn)向方式,能更好地保證AGV在狹窄直角彎場(chǎng)景下的通過(guò)性。
【關(guān)鍵詞】：Mecanum輪 AGV 狹窄直角彎 空間受限 通過(guò)性 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 課題的提出及研究意義13-14
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-17
• 2 Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)總體方案及關(guān)鍵問(wèn)題17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 Mecanum輪式AGV平臺(tái)17-21
• 2.2.1 Mecanum輪式AGV平臺(tái)概述17-18
• 2.2.2 Mecanum輪AGV平臺(tái)功能模塊18-21
• 2.3 狹窄直角彎AGV環(huán)境分析與坐標(biāo)系的建立21-24
• 2.3.1 狹窄直角彎AGV環(huán)境分析21-23
• 2.3.2 狹窄直角彎坐標(biāo)系的建立23-24
• 2.4 Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)總方案24-26
• 2.5 關(guān)鍵問(wèn)題的分析26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)建模27-45
• 3.1 問(wèn)題的提出27-28
• 3.2 Mecanum輪運(yùn)動(dòng)特性分析28-30
• 3.3 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)建模30-37
• 3.3.1 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)學(xué)模型30-33
• 3.3.2 基于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的航位推算33-36
• 3.3.3 外輪廓轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型36-37
• 3.4 Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)37-43
• 3.4.1 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)38-42
• 3.4.2 基于轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型航位推算精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)42-43
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)分析43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 4 基于激光雷達(dá)的環(huán)境建模45-63
• 4.1 問(wèn)題的提出45-46
• 4.2 激光雷達(dá)數(shù)據(jù)線段特征提取分析46-49
• 4.3 改進(jìn)型split-merge線段特征提取算法49-57
• 4.3.1 split-merge算法介紹50-51
• 4.3.2 改進(jìn)型split-merge算法51-53
• 4.3.3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)53-57
• 4.4 基于線段特征的直角彎建模57-59
• 4.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)59-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 5 狹窄直角彎下Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向規(guī)劃63-77
• 5.1 問(wèn)題的提出63-64
• 5.2 狹窄直角彎下的轉(zhuǎn)向受限分析64-68
• 5.2.1 圓弧彎場(chǎng)景下的轉(zhuǎn)向分析64-65
• 5.2.2 Mecanum輪式AGV運(yùn)動(dòng)策略分析65-68
• 5.3 基于規(guī)則式轉(zhuǎn)向規(guī)劃方法68-73
• 5.3.1 轉(zhuǎn)向狀態(tài)分解68-71
• 5.3.2 算法流程及實(shí)現(xiàn)71-73
• 5.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)73-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 6 Mecanum輪式AGV轉(zhuǎn)向規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)77-89
• 6.1 引言77
• 6.2 系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)77-78
• 6.3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)78-82
• 6.3.1 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程78-79
• 6.3.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)79-80
• 6.3.3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)框架80-82
• 6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析82-86
• 6.5 本章小結(jié)86-89
• 7 總結(jié)與展望89-91
• 7.1 研究總結(jié)89-90
• 7.2 研究展望90-91
• 致謝91-93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 附錄99
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開(kāi)的發(fā)明專利99
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目99

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：781111