【摘要】：隨著工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)以及智能制造等發(fā)展趨勢,工業(yè)生產(chǎn)自動化和柔性化是兩大核心主題。產(chǎn)線-倉庫物流作為制造過程的重要環(huán)節(jié)之一,由于生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多樣,特別是對于產(chǎn)品周期短、人工參與較多的生產(chǎn)、檢測車間而言,傳統(tǒng)方式的物流運輸效果并不理想。本文結(jié)合制造企業(yè)對自動化和柔性化物流運輸?shù)男枨?利用SLAM技術(shù),采用基于二維激光雷達(dá)的地圖導(dǎo)航方法,設(shè)計并搭建一套能夠?qū)崟r定位、自主導(dǎo)航、不依賴外部輔助設(shè)備的自主移動物流機器人系統(tǒng),實現(xiàn)移動機器人在工業(yè)環(huán)境中的柔性化、智能化物流運輸。本文主要工作如下:首先,結(jié)合企業(yè)實際需求、考慮實際工作場景,從功能需求、結(jié)構(gòu)方案、設(shè)備選型幾個層面逐步確定系統(tǒng)組成,并搭建起一套物流移動機器人系統(tǒng)。接著,通過分析物流機器人平臺的運動模型和環(huán)境感知傳感器的觀測模型,結(jié)合地圖構(gòu)建算法和蒙特卡洛粒子定位算法,實現(xiàn)物流機器人在環(huán)境中的定位與地圖構(gòu)建。為了提高在初始化定位過程中粒子濾波的效率和準(zhǔn)確性,提出利用“地圖梯度膨脹匹配”的改進(jìn)方法。然后,在獲得場景二維柵格地圖以及確定物流機器人在地圖中定位情況下,通過分析幾種常用的柵格地圖路徑規(guī)劃算法,提出采用八鄰域探索、考慮轉(zhuǎn)向代價等優(yōu)化措施,有效提高路徑規(guī)劃的連續(xù)性,并最終采用“改進(jìn)的A*全局路徑規(guī)劃+改進(jìn)的BFS局部路徑規(guī)劃+DWA實時路徑規(guī)劃”的模式,實現(xiàn)物流機器人在產(chǎn)線-倉庫之間的自主導(dǎo)航,同時具有自主繞行避障能力。最后,通過Gazebo仿真系統(tǒng)建立仿真模型,驗證了方案的可行性,并為產(chǎn)線工人使用設(shè)計專門的物流機器人呼叫系統(tǒng)。經(jīng)過調(diào)試和校正、具有自主避障能力的物流機器人,最終可以在制造產(chǎn)線與倉庫中往返導(dǎo)航,且導(dǎo)航精度能夠控制在20cm以內(nèi)。
【圖文】：

第一章 緒 論第一章 緒 論1.1 課題背景及研究意義21 世紀(jì)以來，全球科技發(fā)展迅速。隨著高性能的芯片、計算機以及高效率的傳感器等硬件的出現(xiàn)以及廉價化，各種新型機器人、無人機、自動駕駛汽車等高新技術(shù)[1-3]，在科技的推動下也成為可能，并逐步滲透到社會的各個方面。而這一切都在一步步改變著人類的社會和經(jīng)濟生活。作為一種具有移動能力的自動化設(shè)備，目前移動機器人的作業(yè)有三種形式：人工操作控制、按照既定的程序程自動作業(yè)以及根據(jù)設(shè)計的規(guī)則和綱領(lǐng)實現(xiàn)智能的、半自主的運行。其主要完成搬運、引導(dǎo)、巡邏等作業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋制造、建筑、物流、家居餐飲、醫(yī)療等等[4-8]。隨著科技水平的進(jìn)步和經(jīng)濟社會的發(fā)展，移動機器人的技術(shù)在逐步更新和成熟，功能逐步變得復(fù)雜和強大的同時，社會對其需求也仍然在不斷提高。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文于汽車底盤裝配作業(yè)開始[9]，物流機器人逐步得到認(rèn)可會發(fā)展進(jìn)步和生活水平提高，一方面人工成本逐步提高，同時產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型以及人口老齡化，勞動力缺乏的現(xiàn)象也在很大程度上可靠性和抗疲勞性都優(yōu)于人工作業(yè)，它能量。因此，生產(chǎn)過程機械化、自動化是制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242;TN958.98;F252

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2629841