【摘要】：在現(xiàn)代化生產(chǎn)中,越來越多的AGV在制造業(yè)等領(lǐng)域輔助搬運(yùn)發(fā)揮了重大作用。研發(fā)功能豐富且成本適宜的帶嵌入式系統(tǒng)的AGV應(yīng)用于物料搬運(yùn),能提高生產(chǎn)效率和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,有較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。在分析了國(guó)內(nèi)外關(guān)于AGV新近的重要研究成果的基礎(chǔ)上,本文根據(jù)項(xiàng)目需求,研制出一臺(tái)功能多樣的視覺引導(dǎo)的AGV樣機(jī),主要研究工作包括:在自動(dòng)化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,選用了Mecanum輪并計(jì)算AGV的速度雅可比矩陣以實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動(dòng),對(duì)整車與地面的受力進(jìn)行分析后確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的規(guī)格。主要設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)對(duì)接貨架機(jī)構(gòu),利用該系統(tǒng)的巡線導(dǎo)引和RFID定位功能,以及Kinect對(duì)貨架對(duì)接標(biāo)識(shí)進(jìn)行圖像識(shí)別以調(diào)整對(duì)中位置,然后主控制器控制推桿等部件完成與貨架自動(dòng)對(duì)接。另外,設(shè)計(jì)了自動(dòng)充電機(jī)構(gòu)的3D模型,同樣利用AGV的巡線運(yùn)動(dòng)和所攜帶的超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)自身的初步定位和與充電位置的精確位姿調(diào)整,伸出電極對(duì)接機(jī)構(gòu)進(jìn)行充電。在AGV控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,將其分為上層決策與計(jì)算控制和下層的電機(jī)分布式控制,設(shè)計(jì)了基于嵌入式Linux系統(tǒng)的ROS軟件框架的主控制器樹莓派與Arduino相配合的控制系統(tǒng)。分析和設(shè)計(jì)了Arduino控制電機(jī)流程及控制程序,主控制器樹莓派與Arduino以及與調(diào)度系統(tǒng)的wifi通訊協(xié)議和RFID的功能站點(diǎn)編號(hào)設(shè)計(jì)。對(duì)AGV避障方案,采用了Kinect圖像識(shí)別和超聲波傳感器、人體紅外傳感器相融合,在地面站點(diǎn)的定位方案使用RFID技術(shù)。還基于ROS的傳感器驅(qū)動(dòng)模塊,實(shí)現(xiàn)了用語(yǔ)音控制AGV運(yùn)動(dòng)。在AGV巡線糾偏算法方面,提出了將改進(jìn)型的積分分離和抗積分飽和的增量式PID控制算法應(yīng)用于AGV巡線糾偏控制,通過調(diào)節(jié)積分分離閾值,使AGV能糾正因地面摩擦等因素而導(dǎo)致的偏差,巡線更平穩(wěn)而且不會(huì)失去響應(yīng)。最后,通過機(jī)械加工裝配與程序調(diào)試,在車間中對(duì)AGV樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)試了樣機(jī)整車的運(yùn)動(dòng)控制性能、定位精度,所設(shè)計(jì)的自動(dòng)充電機(jī)構(gòu)、自動(dòng)貨架對(duì)接機(jī)構(gòu)等功能和流程的可行性和可靠性,實(shí)驗(yàn)證明符合項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用要求。
【圖文】：

、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、醫(yī)療護(hù)理等運(yùn)輸或存儲(chǔ)行業(yè)中，，如圖 1-1 與圖 1-2 所示。因此對(duì) AGV 的研究有科研價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。圖1-1 帶機(jī)械臂的AGV[2]圖1-2 某機(jī)車檢修基地的搬運(yùn)AGV[24]1.2.2 AGV 的國(guó)外研究現(xiàn)狀關(guān)于 AGV 的研究和應(yīng)用最早在歐美國(guó)家開展。福特汽車公司在 1913 年為轎車底

圖1-1 帶機(jī)械臂的AGV[2]圖1-2 某機(jī)車檢修基地的搬運(yùn)AGV[24]1.2.2 AGV 的國(guó)外研究現(xiàn)狀關(guān)于 AGV 的研究和應(yīng)用最早在歐美國(guó)家開展。福特汽車公司在 1913 年為轎車底
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH112

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