基于改进AMCL的AGV全局定位算法研究

发布时间：2022-02-23 23:11

　　在现代工业生产中,叉车、拖车等设备需要大量的人员参与,而且成本高、运输效率低,已经越来越难以满足现代工业的生产需求了。而AGV作为自动运输车,其可以广泛部署,运动范围广等特点,很好的满足了工厂的各种需求,现代工厂也已经开始越来越多的使用AGV来进行物料运输。而在工业生产中,对于AGV的自主定位的精度要求也是越来越高,研究AGV的定位算法对于满足AGV地图更新及路径规划的定位要求具有重要的意义。本文主要研究内容如下:针对AGV定位算法计算效率不高、实时性差等问题,选择激光SLAM算法进行栅格地图的绘制工作,围绕AGV建立世界坐标系、小车坐标系以及激光坐标系,通过分析里程计及其误差来源,建立里程计运动模型,再针对本实验选择的LMS111-10100激光雷达建立观测模型为后面定位算法提供支持,利用课题组的激光传感器获取数据进行一个栅格地图的仿真创建实验,并且对栅格地图进行二值化与自然域化处理,减少了算法的计算量,满足定位的实时性需求。针对AGV定位问题,选取AMCL算法作为小车的基础定位算法,用matlab进行了激光模型定位仿真,仿真中粒子集经过2个位移时间完成收拢,定位误差在3cm左右。在... 

【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 AGV国内外研究现状
    1.3 导航方式及SLAM的国内外研究现状
        1.3.1 导航方式的发展
        1.3.2 SLAM国内外研究现状
    1.4 AGV定位算法关键技术国内外研究现状
        1.4.1 地图构建
        1.4.2 定位
    1.5 本文研究内容
第2章 基于AMCL的模型建立及栅格地图处理
    2.1 引言
    2.2 即时定位与制图技术概述
    2.3 实验平台系统模型设计
        2.3.1 运动模型设计
        2.3.2 激光观测模型设计
    2.4 地图模型的建立与处理
    2.5 本章小结
第3章 基于AMCL的定位算法研究
    3.1 基于自适应的蒙特卡洛定位算法
        3.1.1 蒙特卡洛定位原理
        3.1.2 自适应蒙特卡洛算法
        3.1.3 似然域模型算法实现
    3.2 蒙特卡洛定位算法实验
    3.3 基于EKF与自适应蒙特卡洛融合的定位算法
        3.3.1 基于EKF的里程计和惯导元件的数据融合
        3.3.2 基于EKF数据处理的AMCL定位算法
    3.4 本章小结
第4章 系统实验与分析
    4.1 实验平台实验环境搭建与系统框图
        4.1.1 实验平台本体设计
        4.1.2 实验平台软件系统设计
        4.1.3 实验环境搭建
    4.2 AMCL定位实验
        4.2.1 定位实验
        4.2.2 实验分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ROS和激光雷达的移动机器人自动导航系统设计[J]. 李业谦,陈春苗.  现代电子技术. 2020(10)
[2]基于A*算法在蜂巢栅格地图中的路径规划研究[J]. 陶哲,高跃飞,郑天江,李俊杰,李保在.  中北大学学报(自然科学版). 2020(04)
[3]基于AGV与RFID的智能仓储系统的应用研究[J]. 李鹏涛.  科技创新与应用. 2020(11)
[4]无人平台SLAM技术研究进展[J]. 王常虹,窦赫暄,陈晓东,赵新洋,刘博.  导航定位与授时. 2019(04)
[5]AGV导航技术的创新路径[J]. 张颖川.  物流技术与应用. 2018(07)
[6]Iterated Conditional Modes to Solve Simultaneous Localization and Mapping in Markov Random Fields Context[J]. J.Gimenez,A.Amicarelli,J.M.Toibero,F.di Sciascio,R.Carelli.  International Journal of Automation and Computing. 2018(03)
[7]基于医疗运输的电磁导航AGV控制系统研究[J]. 庞川川.  电工技术. 2018(08)
[8]应用于物流AGV磁导航传感器的研究[J]. 谭雪,戴更新.  物流科技. 2017(08)
[9]自动导航车（AGV）发展综述[J]. 张辰贝西,黄志球.  中国制造业信息化. 2010(01)
[10]AGV技术发展综述[J]. 张正义.  物流技术与应用. 2005(07)

博士论文
[1]基于RFID的AGV定位与导引研究[D]. 卢少平.山东大学 2011
[2]动态环境下移动机器人同时定位与建图研究[D]. 陈白帆.中南大学 2009

硕士论文
[1]基于RFID的磁导航潜伏式AGV设计与实现[D]. 李玉琪.南昌航空大学 2019
[2]基于激光雷达的SLAM和路径规划算法研究与实现[D]. 刘文之.哈尔滨工业大学 2018
[3]基于SLAM的室内移动机器人导航技术研究[D]. 李想.哈尔滨工业大学 2018
[4]基于点线特征的室内环境双目视觉定位和2D激光雷达建图[D]. 简明.西南交通大学 2018
[5]基于视觉的AGV导航及运动规划方法研究[D]. 肖载鸿.哈尔滨工业大学 2018
[6]智能轮椅室内建图及自主导航技术研究[D]. 袁源强.哈尔滨工业大学 2017
[7]多潜伏式AGV物流系统相关技术研究[D]. 张西磊.哈尔滨工程大学 2017
[8]基于图优化SLAM的移动机器人导航方法研究[D]. 邹谦.哈尔滨工业大学 2017
[9]基于激光雷达的室内机器人SLAM研究[D]. 李昀泽.华南理工大学 2016
[10]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



本文编号：3641482