基于多传感器信息融合的室内AGV导航技术研究

来源 :河南工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaoqiongfang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
人工智能、5G、传感器等技术的突破性进展推动了智能机器人的快速发展。以自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)为代表的移动机器人广泛应用于仓储物流、智能制造车间、机场码头、危险场所和特种作业等领域。AGV作为工业应用领域自动化程度较高的设备之一,随着“中国制造2025”计划的出台,智能化的AGV在产业转型升级过程中扮演者重要的角色,而导航技术作为AGV的核心技术之一,直接决定着AGV智能化程度,因此对室内AGV的导航技术研究具有重要的意义。本文以智能仓储物流为背景,对AGV导航技术从以下几点展开研究。1.结合本课题实际,首先,分析国内外AGV相关技术并着重调研了国内外SLAM技术和路径规划技术的研究方向与研究进展;其次,构建AGV导航系统,建立AGV的运动学模型、各传感器模型等。2.对基于滤波器和基于图优化的两类激光SLAM算法进行研究,分析存在的问题并提出改进优化策略。其一,对基于滤波的RBPF-SLAM算法存在位姿估计不准、粒子退化等问题,使用改进提议分布和改进重采样两种优化方案,将陀螺仪和里程计的信息融合得到第一次修正后的位姿信息,连同激光雷达信息输入到贝叶斯滤波器,得到第二次修正的精确位姿,得到的精确位姿与激光雷达初步构建的局部地图两者更新得到全局地图。其二,针对基于里程计、陀螺仪、激光雷达融合的Cartographer算法存在错误回环的问题,提出将惰性策略引入回环检测,有效减少了假阳性的出现。3.在静态全局路径规划规划中,针对传统A*(A-star)算法路径规划转折点多,转弯不平滑等问题进行算法改进。首先,将环境信息引入评价函数,根据环境信息,实时改变启发函数的权重,提高了算法的灵活性;其次,结合弗洛伊德(Floyd)算法思想对路径进行优化。实验结果表明,改进后的算法删除了冗余的节点,使得规划路径更短、更平滑。在动态局部路径规划中,传统DWA算法只有一个目标点作为指引,易偏离最优路径。为解决动态局部路径规划偏离最优路径问题,设计基于全局最优的改进多目标点DWA算法。实验结果表明,此算法以提取改进A*算法路径规划的关键点为中间目标点,改善了传统DWA算法在单一目标点下易偏离全局最优的路径的问题。4.在完成定位与建图,路径规划仿真验证的基础上,基于ROS系统对改进的SLAM算法、全局路径规划算法、局部路径规划算法进行真实环境下的实验验证。首先,对学院31421室内环境进行建图实验,由实验结果看出两种算法经改进后都表现出很强的建图能力。其次,基于所建地图进行静态、动态导航实验。实验结果表明,静态环境中,改进A*算法规划的路径更短、更平滑;在动态环境中,基于全局最优的改进多目标点DWA算法,具有很强的避障能力,避障结束后可快速收敛至全局最优路径。
其他文献
环境中的重金属可通过食物链、污染颗粒物吸入、摄入和皮肤接触等途径进入人体,对人体健康造成不良影响。目前,对环境中的重金属引起的居民健康风险研究不足。本研究选择河南省济源市有色金属冶炼区和卫河沿岸两个典型区域,研究灰尘、土壤、作物、人发重金属积累及健康风险,并根据Pb同位素对典型区域灰尘中的重金属来源进行了推测。研究得到主要得到以下结果,一、在河南省济源市铅冶炼区和城区采集了土壤和窗台灰尘样品,分析
学位
抗菌肽(Antimicrobial peptides,AMPs)抗菌谱广,抗菌活性高且不易引起耐药性,有望成为传统抗生素替代品。实验室通过计算机设计获得的抗菌肽L30(NH2-FLPLLGGLLKSLL-COOH)抗菌谱广,抗菌活性高,尤其对多药耐药金黄色葡萄球菌。但抗菌肽L30溶解性差,生物利用度低,且易被蛋白酶降解。介孔二氧化硅纳米粒子(Mesoporous silica nanopartic
学位
黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)是一种常见的真菌毒素,由黄曲霉和寄生曲霉等若干真菌在一定条件下产生的次级代谢物,具有极强毒性,可普遍污染饲料及食品原料,可直接或间接的威胁人和动物的健康,每年都会造成数以亿计的经济损失。与物理及化学降解黄曲霉毒素相比,生物降解法具有更优的特性,且安全性较高。本文主要利用索诺拉沙漠芽孢杆菌(Bacillus sonorensis)降解AFB1,研究
学位
近些年,抗生素污染造成的环境问题非常严重,进入到水体的抗生素对人类健康和环境安全带来严重的威胁。采用废弃生物质为原料制备的生物炭可以很好的吸附水中的抗生素药物。本研究以对人体健康和环境安全产生影响的梧桐絮(SF)为原料,通过K2CO3改性制备梧桐絮基生物炭(SFB2-900)。选取盐酸土霉素(OTC-HCl)和环丙沙星(CIP)为典型抗生素,采用吸附法去除水中单一抗生素和复合抗生素。具体研究结果如
学位
研究背景 中国大约有3.5亿烟民,居于世界首位,已有多项研究表明吸烟者罹患肺炎、慢阻肺等肺部疾病的概率要比普通人群高出一倍以上。临床上多以糖皮质激素等药物作为肺部慢性病的主要治疗药物,但副作用明显,并且长期的药物治疗已经出现耐药性。近年来,具有调节和饮食特性的功能食品对肺部感染等慢性病的干预研究越来越多,和药物治疗相比,其具有安全性高等优点。研究表明麦胚球蛋白具有抗氧化、提高免疫力等生物活性,进一
学位
传统面团发酵剂中微生物种群的组成结构较为复杂,多菌种在面团发酵过程中产生的代谢物质丰富,蒸制出的馒头具有比利用安琪酵母等单一菌种所制作的馒头更清香的风味与独特的口感。因此,本研究以河南商丘的酵子(JZ)与山东德州的老面(LM)两种传统面团发酵剂为研究材料,对比分析贮藏条件(时间、温度及包装方式)对JZ与LM发酵特性及稳定性的影响。利用宏基因组测序技术深入解析在-20℃贮藏180 d前后不同发酵面团
学位
群智能优化算法作为人工智能的一个分支,为解决路径规划、物资调度和参数优化等问题提供了新的思路和方法。其中天牛须搜索算法(Beetle Antennae Search,BAS)作为群智能优化算法的代表,因其具有结构简单、寻优性能优越的特点,在众多的算法中脱颖而出,备受研究者的青睐。但是由于该算法在运行过程的后期存在欺骗性和多样性丧失的现象,所以不可避免地出现了早熟收敛的问题。针对此问题,并结合算法的
学位
随着我国工程建设规模的不断扩大,软土地基受到越来越多的卸荷作用影响,如深基坑开挖,沟渠开挖,堆载预压的超载卸除等。但当前的软土变形规律主要基于加荷试验而得到的,针对于卸荷作用下软土地基变形特性研究相对较少,因此需要对其进行进一步研究以完善软土卸荷变形理论。通过对卸荷作用下软土变形的深入研究,掌握软土地基的卸荷变形规律,从而对实际工程提供理论指导。本文通过理论分析,室内试验和有限元模拟三个方面对卸荷
学位
粮食仓储是粮食生产流通的重要环节。我国是世界上粮食储藏数量最大、储藏时间最长的国家。粮食的储存安全是关系到我国经济发展和社会稳定的重要问题,管理好“天下粮仓”是国家安全的保障。大型粮仓的局部异常粮情处理已成为我国在粮食储存中亟待解决的重要问题。针对现有处理局部异常粮情方法中存在的人工处置耗时费力、处理不彻底,尤其对粮仓深处局部变质粮无法高效清除等问题,本文设计了一种末端生长型柔性机器人,主要研究包
学位
辊式磨粉机是最主要的制粉设备,喷砂辊作为磨粉机的“心脏”,其表面形貌直接影响面粉质量和经济效益,所以准确判断其表面磨损程度,及时修复或更换喷砂辊,能有效提升面粉品质和产量、减少企业成本,提高效益。本文以实验采集的喷砂辊磨损过程的表面图像为研究对象,基于matlab软件平台,对其图像特征和分形特征随磨损时间的变化规律进行研究,确定了定量表征喷砂辊表面磨损程度的特征参数。最后根据市场需求与实际测量环境
学位