单轮驱动/转向AGV轨迹分析及视觉导航

摘要

自动导引车(AGV)的转向分为操舵转向和差速转向。由于转向方式不同，在路径轨迹变换时导致AGV在沿预定的轨迹运动时会产生不同的误差。AGV的轨迹分为直线圆、弧等，其中操舵转向的AGV在轨迹变换时由于没有自旋适应方向变化，所以其运动轨迹过渡较为复杂。本文以研究所自主开发的单轮驱动及操舵转向AGV为研究对象，使用Matlab和VC++等开发工具，开发了AGV轨迹规划程序和运动程序，并从理论上分析了AGV在轨迹变换过程中的误差，从理论分析上证明电机加速产生的误差是可以弥补。同时也结合AGV的控制卡PMAC的开发探讨了运动程序的编制。 另外，视觉导航方式以其信息量大和引导柔性等优点成为一个主要导航技术发展方向。为了提高路标检测的鲁棒性和准确性，本文从对图像的加强开始，依次探讨了图像除噪，边缘检测等技术在导航中的作用及不同的效果。对于路径轨迹的识别论文引入遗传算法来提高导航的准确性与时实性。 最后，文章不仅通过实验证明了理论的可行性，也给出了如何降低视觉导航的误差，为提高视觉导航的精度提供了很好的基础。

目录

摘要

Abstract

1、绪论

1.1、AGV的发展现状及应用

1.1.1、引言

1.1.2、AGV的发展现状及应用

1.2、AGV常用导航方式

1.2.1、连续导引方式

1.2.2、断续导引方式

1.2.3、自由导引方式

1.3、计算机视觉

1.4 本文研究的内容

1.5 论文结构

2、AGV的组成与运动分析

2.1、AGV的组成和工作原理

2.2、AGV主要技术参数

2.3、本文AGV的结构

2.4、AGV的运动分析

2.4.1、双轮差速驱动AGV运动模型

2.4.2、单轮驱动/导向AGV运动模型

2.5、PMC控制卡的开发概述

2.5.1、PMAC控制卡介绍

2.5.2、PMAC卡的上位机软件开发

3、单轮驱动/转向AGV轨迹及转弯误差分析

3.1、单轮驱动/转向AGV的轨迹分析

3.2、单轮驱动/转向AGV的轨迹编制

3.3、单轮驱动/转向AGV的轨迹过渡分析

3.3.1、直线到直线的轨迹

3.3.2、圆弧到直线的轨迹

3.3.3、直线到圆弧的轨迹

3.3.4、由圆弧到圆弧的轨迹

3.4、AGV转弯时误差分析及补偿

3.4.1、AGV参数设定

3.4.2、加速段分析方法

3.4.3、特例分析

4、数字图像原理

4.1、数字图像处理基础

4.1.1、计算机中图像主要格式

4.1.2、计算机中图像的基本类型

4.1.3、摄象机模型

4.1.4、图像预处理

4.2、路径的识别

4.2.1、模板的匹配

4.2.2、路径的识别方法

4.3、遗传算法

4.3.1、遗传算法介绍

4.3.2、使用遗传算法识别过程

5、实验模型的建立以及实验结果

5.1、实验模型的建立

5.2、实验原理

5.3、实验设备

5.4、图像采集卡的软件开发

5.5、计算机与AGV上位机的通讯

5.6、实验结果与分析

6、总结与展望

6.1、全文总结

6.2、展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文