本文關(guān)鍵詞：基于超聲波與視覺(jué)定位的智能小車(chē)導(dǎo)航技術(shù)研究

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【摘要】：隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,AGV(Automated Guided Vehicle)已成為車(chē)間物流系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前常用的AGV主要依賴(lài)固定磁導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)引來(lái)搬運(yùn)物料,運(yùn)動(dòng)柔性較差,難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的工作場(chǎng)景。柔性更強(qiáng)的以自由路徑工作的AGV是當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。本文以智能小車(chē)為AGV的相似研究對(duì)象,對(duì)其室內(nèi)定位、路徑規(guī)劃和避障技術(shù)進(jìn)行了研究。為解決小車(chē)的自身定位問(wèn)題,構(gòu)建了1發(fā)4收的超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng),結(jié)合超聲波和射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)了 TDOA(Time Difference of Arrival)測(cè)距,并提出了改進(jìn)三邊定位算法,實(shí)現(xiàn)了小車(chē)的室內(nèi)無(wú)線(xiàn)定位。在分析不同建模方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上采用柵格法構(gòu)建了已知環(huán)境地圖模型,并結(jié)合多層次的優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)了全局路徑規(guī)劃。從A*算法與蟻群算法的對(duì)比到精英蟻群算法再到蟻群模型參數(shù)優(yōu)化逐步逼近最優(yōu)解,Matlab仿真結(jié)果表明最優(yōu)參數(shù)下獲得的規(guī)劃路徑長(zhǎng)度為全局最短且算法收斂速度快。搭建了小車(chē)硬件平臺(tái),研究了單目視覺(jué)定位和避障算法,借助Matlab工具箱實(shí)現(xiàn)了參數(shù)標(biāo)定。通過(guò)約束障礙物在世界坐標(biāo)系的z坐標(biāo),得出了單目視覺(jué)障礙物定位模型。在避障算法方面,通過(guò)障礙物邊界和小車(chē)的位置關(guān)系確定避障方向同時(shí)使用評(píng)價(jià)函數(shù)獲取避障最佳航向角。使用Processing開(kāi)發(fā)了上位機(jī)軟件,可在主界面對(duì)小車(chē)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航軌跡追蹤,并對(duì)定位和導(dǎo)航功能進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明定位和導(dǎo)航精度均滿(mǎn)足要求。本文所研究的室內(nèi)定位、路徑規(guī)劃和避障算法對(duì)于AGV的導(dǎo)航設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP23;TP18

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本文編號(hào)：1266711