基于光纖陀螺/激光雷達(dá)組合定位系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2023-03-06 21:20
隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷升級(jí),智能物流行業(yè)迎來了歷史的重大發(fā)展機(jī)遇,智能物流系統(tǒng)也是構(gòu)建未來智慧工廠的基石,而作為一種先進(jìn)自動(dòng)化運(yùn)輸設(shè)備的自動(dòng)導(dǎo)引小車Auto Guided Vehicle(AGV)在未來智能物流系統(tǒng)當(dāng)中扮演了極其重要的角色。自動(dòng)導(dǎo)引小車(AGV)集成了計(jì)算機(jī)、機(jī)械、微電子、控制、網(wǎng)絡(luò)、通信、人工智能等多個(gè)學(xué)科,憑借其智能程度高、靈活組網(wǎng)能力強(qiáng)、安全可靠性好且占用空間較少而廣泛地應(yīng)用在企業(yè)柔性生產(chǎn)設(shè)備以及倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化升級(jí)改造系統(tǒng)中。首先分析了航跡推算定位的基本原理,建立了基礎(chǔ)坐標(biāo)系,研究了全方位移動(dòng)AGV的定位算法,分析了正交全向隨動(dòng)輪的安裝誤差,設(shè)計(jì)了安裝誤差的標(biāo)定算法。建立了光纖陀螺儀的靜態(tài)誤差模型,分析了光纖陀螺儀標(biāo)定算法,并且在高精度角速率轉(zhuǎn)臺(tái)上對(duì)光纖陀螺進(jìn)行了標(biāo)定。分析了增量式光電編碼器的測(cè)速誤差,并對(duì)測(cè)速算法加以改進(jìn),提高了測(cè)速精度。由于光纖陀螺儀存在漂移誤差,增量式光電編碼器存在位移累積誤差,所以航跡推算系統(tǒng)的定位誤差不斷積累,需要其他定位方式進(jìn)行輔助校準(zhǔn)。然后研究了激光雷達(dá)SLAM算法,分析了占據(jù)柵格地圖單元的概率更新過程,在此基礎(chǔ)之上重點(diǎn)研究了HECTOR...
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 AGV的導(dǎo)航定位技術(shù)
1.3 國(guó)內(nèi)外AGV導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)外AGV導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)AGV導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 論文的主要內(nèi)容
第2章 全方位移動(dòng)AGV的航跡推算定位原理
2.1 引言
2.2 航跡推算定位的基本原理
2.3 全方位移動(dòng)AGV的定位原理
2.3.1 正交全向隨動(dòng)輪介紹
2.3.2 基于光纖陀螺和增量式光電編碼器的全局定位
2.3.3 正交全向隨動(dòng)輪的安裝誤差
2.4 航跡推算系統(tǒng)傳感器
2.4.1 光纖陀螺儀
2.4.1.1 光纖陀螺的靜態(tài)誤差模型
2.4.1.2 光纖陀螺儀的標(biāo)定參數(shù)計(jì)算
2.4.2 光纖陀螺儀標(biāo)定測(cè)試實(shí)驗(yàn)
2.4.3 增量式光電編碼器
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于激光雷達(dá)的同時(shí)建圖與定位
3.1 引言
3.2 激光雷達(dá)的基本工作原理
3.3 Bresenham算法
3.4 占據(jù)柵格地圖
3.5 利用激光雷達(dá)構(gòu)建占據(jù)柵格地圖
3.6 地圖生成(Map Access)
3.7 掃描匹配 (Scan Matching)
3.8 多分辨率地圖 (Multi-Resolution Map Representation)
3.9 激光雷達(dá)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系
3.10 本章小結(jié)
第4章 基于光纖陀螺/激光雷達(dá)的組合定位系統(tǒng)
4.1 引言
4.2 組合定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合方法
4.3 互補(bǔ)濾波器原理
4.4 基于互補(bǔ)濾波器的偏航角融合
4.5 基于互補(bǔ)濾波器的位置估計(jì)
4.6 互補(bǔ)濾波器仿真
4.7 本章小結(jié)
第5章 全方位移動(dòng)AGV定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.1 引言
5.2 STM32F407ZET6型芯片介紹
5.3 全方位移動(dòng)AGV定位系統(tǒng)的硬件電路
5.3.1 光纖陀螺儀的接口電路
5.3.1.1 光纖陀螺儀機(jī)械和電氣接口
5.3.1.2 光纖陀螺儀的通訊接口
5.3.1.3 光纖陀螺儀的通訊方式
5.3.1.4 光纖陀螺儀的接口電路
5.3.2 RS232通信接口電路
5.3.3 增量式光電編碼器接口電路
5.3.4 紅外避障接口電路
5.4 正交全向隨動(dòng)輪安裝誤差角的標(biāo)定和補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
5.4.1 正交全向隨動(dòng)輪的安裝誤差角標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
5.4.2 正交全向隨動(dòng)輪的安裝誤差角補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
5.5 激光雷達(dá)安裝誤差角的標(biāo)定和補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
5.5.1 激光雷達(dá)的安裝誤差角標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
5.5.2 激光雷達(dá)的安裝誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
5.6 全方位移動(dòng)AGV的航跡推算定位實(shí)驗(yàn)
5.6.1 全方位移動(dòng)AGV直行定位實(shí)驗(yàn)
5.6.2 全方位移動(dòng)AGV斜移定位實(shí)驗(yàn)
5.7 激光雷達(dá)SLAM實(shí)驗(yàn)
5.7.1 ROS系統(tǒng)介紹
5.7.2 地圖構(gòu)建實(shí)驗(yàn)
5.7.3 全方位移動(dòng)AGV直行定位實(shí)驗(yàn)
5.7.4 全方位移動(dòng)AGV斜行定位實(shí)驗(yàn)
5.8 基于互補(bǔ)濾波器的數(shù)據(jù)融合實(shí)驗(yàn)
5.9 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
本文編號(hào):3757404
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 AGV的導(dǎo)航定位技術(shù)
1.3 國(guó)內(nèi)外AGV導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)外AGV導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)AGV導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 論文的主要內(nèi)容
第2章 全方位移動(dòng)AGV的航跡推算定位原理
2.1 引言
2.2 航跡推算定位的基本原理
2.3 全方位移動(dòng)AGV的定位原理
2.3.1 正交全向隨動(dòng)輪介紹
2.3.2 基于光纖陀螺和增量式光電編碼器的全局定位
2.3.3 正交全向隨動(dòng)輪的安裝誤差
2.4 航跡推算系統(tǒng)傳感器
2.4.1 光纖陀螺儀
2.4.1.1 光纖陀螺的靜態(tài)誤差模型
2.4.1.2 光纖陀螺儀的標(biāo)定參數(shù)計(jì)算
2.4.2 光纖陀螺儀標(biāo)定測(cè)試實(shí)驗(yàn)
2.4.3 增量式光電編碼器
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于激光雷達(dá)的同時(shí)建圖與定位
3.1 引言
3.2 激光雷達(dá)的基本工作原理
3.3 Bresenham算法
3.4 占據(jù)柵格地圖
3.5 利用激光雷達(dá)構(gòu)建占據(jù)柵格地圖
3.6 地圖生成(Map Access)
3.7 掃描匹配 (Scan Matching)
3.8 多分辨率地圖 (Multi-Resolution Map Representation)
3.9 激光雷達(dá)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系
3.10 本章小結(jié)
第4章 基于光纖陀螺/激光雷達(dá)的組合定位系統(tǒng)
4.1 引言
4.2 組合定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合方法
4.3 互補(bǔ)濾波器原理
4.4 基于互補(bǔ)濾波器的偏航角融合
4.5 基于互補(bǔ)濾波器的位置估計(jì)
4.6 互補(bǔ)濾波器仿真
4.7 本章小結(jié)
第5章 全方位移動(dòng)AGV定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.1 引言
5.2 STM32F407ZET6型芯片介紹
5.3 全方位移動(dòng)AGV定位系統(tǒng)的硬件電路
5.3.1 光纖陀螺儀的接口電路
5.3.1.1 光纖陀螺儀機(jī)械和電氣接口
5.3.1.2 光纖陀螺儀的通訊接口
5.3.1.3 光纖陀螺儀的通訊方式
5.3.1.4 光纖陀螺儀的接口電路
5.3.2 RS232通信接口電路
5.3.3 增量式光電編碼器接口電路
5.3.4 紅外避障接口電路
5.4 正交全向隨動(dòng)輪安裝誤差角的標(biāo)定和補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
5.4.1 正交全向隨動(dòng)輪的安裝誤差角標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
5.4.2 正交全向隨動(dòng)輪的安裝誤差角補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
5.5 激光雷達(dá)安裝誤差角的標(biāo)定和補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
5.5.1 激光雷達(dá)的安裝誤差角標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
5.5.2 激光雷達(dá)的安裝誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
5.6 全方位移動(dòng)AGV的航跡推算定位實(shí)驗(yàn)
5.6.1 全方位移動(dòng)AGV直行定位實(shí)驗(yàn)
5.6.2 全方位移動(dòng)AGV斜移定位實(shí)驗(yàn)
5.7 激光雷達(dá)SLAM實(shí)驗(yàn)
5.7.1 ROS系統(tǒng)介紹
5.7.2 地圖構(gòu)建實(shí)驗(yàn)
5.7.3 全方位移動(dòng)AGV直行定位實(shí)驗(yàn)
5.7.4 全方位移動(dòng)AGV斜行定位實(shí)驗(yàn)
5.8 基于互補(bǔ)濾波器的數(shù)據(jù)融合實(shí)驗(yàn)
5.9 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
本文編號(hào):3757404
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