【摘要】：隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展,服務機器人因為其能夠完成枯燥耗時的工作而被廣泛應用于人們的日常生活中。關(guān)于服務機器人的研究,軟件功能和定位技術(shù)一直是其研究熱點。目前,尚未有人開發(fā)出針對高鐵列車這一特定環(huán)境中使用的送餐機器人�；谶@一現(xiàn)象,本項目設計開發(fā)了高鐵用的自主送餐車,其能夠代替高鐵服務人員完成枯燥耗時的送餐工作,具有十分重要的意義。本文針對本項目開發(fā)的自主送餐車進行了定位技術(shù)和軟件功能研究,設計了基于WiFi定位的自主送餐車軟件系統(tǒng),主要工作包括:(1)針對高鐵列車這一特殊的應用環(huán)境,對常用的定位技術(shù)進行分析、比較,結(jié)合環(huán)境條件、硬件成本以及定位需求,選用基于WiFi信號的位置指紋定位方法。重點研究位置指紋定位方法的相關(guān)方案,提出改進的位置指紋定位方法。將環(huán)境劃分為多個子區(qū)域,使用中值濾波對離線階段采集到的信號數(shù)據(jù)進行處理,再使用SVM分類定位算法,將定位問題轉(zhuǎn)化為區(qū)域分類問題。并對仿真結(jié)果進行分析,針對定位誤差產(chǎn)生的原因,提出了一種適用于實際環(huán)境的定位結(jié)果校正方法,提高定位精度。(2)針對本項目應用場景,采用Java語言編寫自主送餐車上位機軟件系統(tǒng),其包括了設備管理系統(tǒng)和定位系統(tǒng):設備管理系統(tǒng)能夠顯示送餐車的實時狀態(tài)信息,對送餐車進行實時控制,方便對送餐車進行監(jiān)控;定位系統(tǒng)是基于本文提出的定位算法設計的。并且,針對底層控制器的通訊條件,使用Modbus/TCP通訊實現(xiàn)上位機與下位機底層控制器的無線通訊,完成數(shù)據(jù)交互。(3)對本文設計的上位機軟件系統(tǒng)進行測試,經(jīng)驗證,基于WiFi定位的自主送餐車軟件系統(tǒng)功能達到了預期效果。
【圖文】：

送餐服務需求量大，服務質(zhì)量要求高的特定環(huán)境，設計開發(fā)了一款在高鐵送餐車，其可以代替高鐵送餐人員為乘客提供訂餐與送餐服務。一方面，以節(jié)約人力，節(jié)省人力資本；另一方面，自主送餐車可以實現(xiàn)乘客隨時進時間取餐等功能，讓乘客感受到更加智能化的服務。基于本項目設計的自文設計并實現(xiàn)了基礎的上位機軟件系統(tǒng)，集成了設備管理系統(tǒng)與定位系統(tǒng)外研究現(xiàn)狀外服務機器人研究現(xiàn)狀在移動機器人的研究開發(fā)上起步較早，并且美國、日本、歐洲、韓國等紛人研究計劃，加大了機器人發(fā)展力度，取得很多成果。移動機器人的研究紀 60 年代，斯坦福研究院的人工智能中心于 1960 年到 1972 年研制的移動y（如圖 1-1）是世界上第一臺真正意義上的移動機器人，Shakey 機器人裝攝像機、測距儀、傳感器、驅(qū)動電機以及編碼器等，由兩臺計算機通過無制，其可以進行簡單的自主導航[8]。

獲得了較好的市場反饋，在此之后，iRobot 先后推出了擦地機器人、擦窗機器人、泳池清潔機器人、管道清潔機器人，這推動了清潔機器人的不斷研究與發(fā)展，，使得清潔機器人成為目前人類日常生活中較為常見的服務機器人。2012 年，亞馬遜作為電商巨頭，斥巨資收購了 Kiva systems 公司的機器人項目，利用 Kiva 機器人（如圖 1-2.(a)）高效地完成訂單的分揀操作，實現(xiàn)了亞馬遜物流強大的倉儲能力。Kiva 移動執(zhí)行系統(tǒng)作為頂尖的自主移動機器人技術(shù)，包括了視覺導航的巡航定位技術(shù)、自主充電動力補充技術(shù)、WiFi 無線通訊技術(shù)和智能化的軟件系統(tǒng)技術(shù)。Kiv機器人及其相關(guān)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)將亞馬遜的物流配送變得靈活，不僅提高了運輸效率，也提高了執(zhí)行準確性。在送餐機器人的研究上，目前 JustEat 外賣公司與英國 Starship 科技公司合作開發(fā)的外賣機器人已經(jīng)出現(xiàn)在大街上（如圖 1-2.(b)），訂餐人員實現(xiàn)用手機 APP 解鎖機器人獲取外賣。該送餐機器人底部 6 個輪子，上方為貨艙，能夠承載 9 公斤左右的貨物，速度每小時 6.4 公里，并且前方和后方總共布置 9 個攝像頭，以實現(xiàn)實時的路況觀察，同時配置有導航系統(tǒng)和避障軟件負責選擇線路，避開行人及路障。并且，該機器人的智能控制系統(tǒng)與后臺數(shù)據(jù)庫相連，工作人員可以使用手機 APP 控制機器人。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN92;TP242

【參考文獻】

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本文編號：2644553