【摘 要】
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随着搬运机器人AGV在制造业、仓储业等行业使用得越来越多,解决了工业生产和物流运输中许多问题,因此AGV的研究也得到越来越多学者的关注。而AGV的主要技术之一就是导航技术。本文基于福建省产学研重点项目“基于视觉与惯性定位的自主导航AGV装置研发”进行开展研究,开发出一款适合室内的潜伏式AGV视觉导航系统。首先,采用双目视觉和惯性测量融合进行VI-SLAM算法的设计。其中建图部分,通过视觉提取ORB
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随着搬运机器人AGV在制造业、仓储业等行业使用得越来越多,解决了工业生产和物流运输中许多问题,因此AGV的研究也得到越来越多学者的关注。而AGV的主要技术之一就是导航技术。本文基于福建省产学研重点项目“基于视觉与惯性定位的自主导航AGV装置研发”进行开展研究,开发出一款适合室内的潜伏式AGV视觉导航系统。首先,采用双目视觉和惯性测量融合进行VI-SLAM算法的设计。其中建图部分,通过视觉提取ORB特征点计算重投影误差与IMU预积分紧耦合优化获得当前所走路径的位置和地图,保存成二进制文件;并通过深度相机拼接每一个关键帧的点云,生成稠密得点云地图,经过处理生成栅格地图用于导航;接着AGV在所建地图的场景启动VI-SLAM将所生成的地图加载出来进行重定位,获得初始时刻在地图上的位置,实现自主导航定位。另外,针对特殊场景需要高精度定位的问题,通过Aruco视觉标签进行高精度相对定位与引导。其次,利用ROS中的Navigation框架进行导航系统设计与实现。采用A*算法和TEB算法进行路径规划;并通过将视觉的深度图转化为激光点云图和AGV前方适当距离的视觉点云结合进行障碍物检测,解决2D激光雷达扫描不到低矮障碍物的盲区问题。最后,在研发的AGV产品样机上,搭载“小觅”双目深度相机与设计的视觉导航系统,通过EuRoC数据集对双目VI-SLAM进行测试,验证了定位的精度和鲁棒性;通过测试多次到达同一点的重复定位精度,求取平均值,结果表明导航系统具有较高的精度、视觉标签引导能实现高精度引导;并且从路径规划实验中,可看出融合视觉感知后的避障能力得到明显提高。
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