基于视觉导引的全方位移动AGV技术研究
发布时间：2021-08-02 17:04
紧跟工业4.0快速发展的步伐,人工智能已经成为了工业4.0时代的新宠,其中绿色化的智慧工厂和智慧生产是工业4.0的核心目标之一。本课题就是在这样的时代背景下,对基于视觉导引的全方位移动AGV（Automated Guided Vehicle）的有关技术进行研究,并设计在车间进行自主移动的移载式智能机器人。课题研究包括图像采集及处理和AGV小车的全向移动及控制,论文主要研究的内容包括:首先,图像的采集与处理方面,本文将摄像头安装于AGV车体的底部,并对地面的黑色胶带路径进行采集,对于采集后的图像帧进行灰度化操作,之后利用增设累加值的改进canny算法进行边缘提取,然后使用霍夫变换检测边缘直线,最后通过直线筛选得出有效的边缘直线并计算出导航偏差参数。其次,对于AGV小车的全向移动及控制方面,本文将探究单个麦克纳姆轮的运动学规律,然后联合四个驱动轮并建立整体运动学模型。根据图像的采集与处理获取的偏差距离和偏差角度作为运动控制的输入从而控制AGV跟随直线路径,研究模糊控制基本原理并根据输入量采用两个模糊控制器。最后,硬件上图像采集和处理选择内核为cotxet A9嵌入式系统,AGV小车的全向移...
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 AGV的国内外发展概况
1.2.2 视觉导引技术的国内外发展概况
1.3 视觉导引的全方位移动AGV的关键技术
1.4 课题主要研究内容
2 AGV系统总体结构设计
2.1 AGV结构方案选择
2.1.1 AGV负载方案确定
2.1.2 AGV驱动方案确定
2.1.3 AGV视觉信号处理方案确定
2.1.4 通讯方案确定
2.2 AGV轮系结构选择
2.3 视觉导引模块设计
2.3.1 视觉处理系统
2.3.2 视觉传感器选择
2.4 AGV驱动模块设计
2.4.1 麦克纳姆轮结构分布
2.4.2 电机选项与参数确定
2.4.3 减速器选择与参数确定
2.4.4 运动控制系统选择
2.5 总体方案设计
2.6 本章小结
3 AGV视觉导引方法研究
3.1 视觉导引技术概述
3.2 图像预处理
3.1.1 图像灰度化处理
3.1.2 图像边缘检测
3.3 基于直线分类的室内路径提取
3.3.1 标准霍夫变换
3.3.2 室内路径的直线提取
3.3.3 快速拟合中心线
3.4 坐标转换和参数提取
3.5 本章小结
4 全向移动AGV运动控制算法设计
4.1 运动控制理论概述
4.2 全方位移动AGV运动控制规律
4.2.1 单个麦克纳姆轮的运动学分析
4.2.2 麦克纳姆轮全方位控制
4.3 全向移动AGV路径跟踪模糊控制技术研究
4.3.1 导航参数分析
4.3.2 模糊控制方法概述
4.3.3 输入参数模糊化
4.3.4 创建模糊规则
4.3.5 去模糊处理
4.4 本章小结
5 视觉导引的全方位移动AGV系统开发和实现
5.1 实验硬件平台搭建
5.2 实验软件平台搭建
5.2.1 QT概述
5.2.2 建立嵌入式开发环境
5.2.3 OpenCV配置与移植
5.2.4 视觉模块电路设备注册
5.2.5 运动控制模块程序开发
5.3 无线通讯的实现
5.4 视觉导引全方位移动AGV测试界面设计
5.5 本章小结
6 实验结果与分析
6.1 导航参数提取实验
6.2 转弯能力测试
6.3 路径跟踪能力测试
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]机器视觉望迎爆发式发展[J]. 向阳. 机器人产业. 2017(03)
[2]智能移动机器人的技术现状及展望[J]. 孙梅梅. 电子技术与软件工程. 2017(10)
[3]视觉导航AGV多路径快速检测算法研究[J]. 郑少华,李伟光,刘维民,黄爱华. 电子设计工程. 2016(11)
[4]基于蚁群相似度加权霍夫变换的航迹起始[J]. 李家强,赵荣华,陈金立,赵春燕,葛俊祥. 传感技术学报. 2016(04)
[5]智能移动机器人技术现状及展望[J]. 张文前. 电子技术与软件工程. 2016(08)
[6]视觉导引AGV鲁棒特征识别与精确路径跟踪研究[J]. 武星,沈伟良,楼佩煌,王龙军. 农业机械学报. 2016(07)
[7]AGV技术发展综述[J]. 杨文华. 物流技术与应用. 2015(11)
[8]机器视觉导引的室内自动运输车定位系统[J]. 林剑冰,苏成悦,郑俊波,余孝源. 机械科学与技术. 2015(11)
[9]基于差速驱动的移动机器人路径控制[J]. 陈昌雄,李广球,李广灏,张旭. 装备制造技术. 2015(08)
[10]Mecanum轮全方位移动小车嵌入式控制系统的设计[J]. 唐炜,刘勇,于香志,胡海秀,刘伟昌. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
博士论文
[1]双向运动型视觉导引AGV关键技术研究及实现[D]. 喻俊.南京航空航天大学 2012
[2]视觉导航的轮式移动机器人运动控制技术研究[D]. 武星.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]基于GPS/DR/MM组合导航AGV定位系统研究[D]. 张登榜.陕西科技大学 2016
[2]磁导航辊道移载式实验AGV的设计与研究[D]. 姚建余.广西大学 2016
[3]基于麦克纳姆轮的全向AGV运动控制技术研究[D]. 张星.重庆大学 2016
[4]叉车式AGV运动控制与调度方法的研究[D]. 李国飞.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于视觉的AGV路径跟踪技术研究[D]. 聂瑞柱.青岛科技大学 2015
[6]基于无线网络的AGV系统路径规划的研究[D]. 黄超.华东理工大学 2015
[7]基于机器视觉的AGV结构设计与导航算法研究[D]. 凌云志.华南理工大学 2015
[8]双差速驱动AGV协同运动控制技术研究[D]. 朱琳军.南京航空航天大学 2015
[9]基于麦克纳姆轮的全向重载移动技术研究[D]. 朱浩.南京航空航天大学 2015
[10]全方位移动机器人的运动控制研究[D]. 马国静.沈阳航空航天大学 2015
本文编号：3317945
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 AGV的国内外发展概况
1.2.2 视觉导引技术的国内外发展概况
1.3 视觉导引的全方位移动AGV的关键技术
1.4 课题主要研究内容
2 AGV系统总体结构设计
2.1 AGV结构方案选择
2.1.1 AGV负载方案确定
2.1.2 AGV驱动方案确定
2.1.3 AGV视觉信号处理方案确定
2.1.4 通讯方案确定
2.2 AGV轮系结构选择
2.3 视觉导引模块设计
2.3.1 视觉处理系统
2.3.2 视觉传感器选择
2.4 AGV驱动模块设计
2.4.1 麦克纳姆轮结构分布
2.4.2 电机选项与参数确定
2.4.3 减速器选择与参数确定
2.4.4 运动控制系统选择
2.5 总体方案设计
2.6 本章小结
3 AGV视觉导引方法研究
3.1 视觉导引技术概述
3.2 图像预处理
3.1.1 图像灰度化处理
3.1.2 图像边缘检测
3.3 基于直线分类的室内路径提取
3.3.1 标准霍夫变换
3.3.2 室内路径的直线提取
3.3.3 快速拟合中心线
3.4 坐标转换和参数提取
3.5 本章小结
4 全向移动AGV运动控制算法设计
4.1 运动控制理论概述
4.2 全方位移动AGV运动控制规律
4.2.1 单个麦克纳姆轮的运动学分析
4.2.2 麦克纳姆轮全方位控制
4.3 全向移动AGV路径跟踪模糊控制技术研究
4.3.1 导航参数分析
4.3.2 模糊控制方法概述
4.3.3 输入参数模糊化
4.3.4 创建模糊规则
4.3.5 去模糊处理
4.4 本章小结
5 视觉导引的全方位移动AGV系统开发和实现
5.1 实验硬件平台搭建
5.2 实验软件平台搭建
5.2.1 QT概述
5.2.2 建立嵌入式开发环境
5.2.3 OpenCV配置与移植
5.2.4 视觉模块电路设备注册
5.2.5 运动控制模块程序开发
5.3 无线通讯的实现
5.4 视觉导引全方位移动AGV测试界面设计
5.5 本章小结
6 实验结果与分析
6.1 导航参数提取实验
6.2 转弯能力测试
6.3 路径跟踪能力测试
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]机器视觉望迎爆发式发展[J]. 向阳. 机器人产业. 2017(03)
[2]智能移动机器人的技术现状及展望[J]. 孙梅梅. 电子技术与软件工程. 2017(10)
[3]视觉导航AGV多路径快速检测算法研究[J]. 郑少华,李伟光,刘维民,黄爱华. 电子设计工程. 2016(11)
[4]基于蚁群相似度加权霍夫变换的航迹起始[J]. 李家强,赵荣华,陈金立,赵春燕,葛俊祥. 传感技术学报. 2016(04)
[5]智能移动机器人技术现状及展望[J]. 张文前. 电子技术与软件工程. 2016(08)
[6]视觉导引AGV鲁棒特征识别与精确路径跟踪研究[J]. 武星,沈伟良,楼佩煌,王龙军. 农业机械学报. 2016(07)
[7]AGV技术发展综述[J]. 杨文华. 物流技术与应用. 2015(11)
[8]机器视觉导引的室内自动运输车定位系统[J]. 林剑冰,苏成悦,郑俊波,余孝源. 机械科学与技术. 2015(11)
[9]基于差速驱动的移动机器人路径控制[J]. 陈昌雄,李广球,李广灏,张旭. 装备制造技术. 2015(08)
[10]Mecanum轮全方位移动小车嵌入式控制系统的设计[J]. 唐炜,刘勇,于香志,胡海秀,刘伟昌. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
博士论文
[1]双向运动型视觉导引AGV关键技术研究及实现[D]. 喻俊.南京航空航天大学 2012
[2]视觉导航的轮式移动机器人运动控制技术研究[D]. 武星.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]基于GPS/DR/MM组合导航AGV定位系统研究[D]. 张登榜.陕西科技大学 2016
[2]磁导航辊道移载式实验AGV的设计与研究[D]. 姚建余.广西大学 2016
[3]基于麦克纳姆轮的全向AGV运动控制技术研究[D]. 张星.重庆大学 2016
[4]叉车式AGV运动控制与调度方法的研究[D]. 李国飞.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于视觉的AGV路径跟踪技术研究[D]. 聂瑞柱.青岛科技大学 2015
[6]基于无线网络的AGV系统路径规划的研究[D]. 黄超.华东理工大学 2015
[7]基于机器视觉的AGV结构设计与导航算法研究[D]. 凌云志.华南理工大学 2015
[8]双差速驱动AGV协同运动控制技术研究[D]. 朱琳军.南京航空航天大学 2015
[9]基于麦克纳姆轮的全向重载移动技术研究[D]. 朱浩.南京航空航天大学 2015
[10]全方位移动机器人的运动控制研究[D]. 马国静.沈阳航空航天大学 2015
本文编号：3317945
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