輪式移動機器人的運動控制及定位方法研究.pdf

1、移動機器人應能根據(jù)所承擔的任務在對環(huán)境信息感知與理解的基礎上實現(xiàn)路徑規(guī)劃和自定位，并能完成相應的運動，即移動機器人是一個集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。本文以應用于FMS的輪式移動機器人(AGV)為研究對象，對自動導航系統(tǒng)的設計、環(huán)境信息建模與理解技術(shù)、路徑規(guī)劃技術(shù)、定位和導航及控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究。(1)本文以運動功能最具代表性的3-TTR型AGV為對象，進行了運動狀態(tài)量和控制量解析，

2、提出了一種可進行AGV橫滑特性識別的運動狀態(tài)量求解方法；同時，對其各運動功能進行了分析。(2)通過對移動機器人常用導航方式的分析，為自主開發(fā)的XAUT·AGV100設計了一種組合導航系統(tǒng)：采用編碼器和陀螺儀為AGV提供實時導航信息以實現(xiàn)軌跡跟蹤，采用編碼器和超聲波傳感器在作業(yè)站點及部分特征點處對環(huán)境信息的感知實現(xiàn)作業(yè)定位。該組合導航系統(tǒng)具有在行駛路徑段適應能力強、在作業(yè)站點定位精度高、成本低廉等優(yōu)點。(3)在分析移動機器人常見路徑規(guī)劃方

3、法和環(huán)境建模方法的基礎上，研究開發(fā)一種新的環(huán)境建模方法和全局路徑規(guī)劃方法?；跈C床位姿陣和機床相對位姿陣的環(huán)境模型具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、可讀性好、數(shù)據(jù)易維護，可擴充等優(yōu)點?；诟怕蔬x擇的AGV全局路徑規(guī)劃算法具有計算簡單、規(guī)劃用時短，實時性好的特點。(4)通過對現(xiàn)有移動機器人定位方法的分析，為XAUT·AGV100研究開發(fā)了一種利用超聲波傳感器進行約束定位的定位方法。理論分析證明了該定位方法是可行的，實驗結(jié)果驗證了該定位方法是可靠的，該定位