由于信息技术的不断发展,制造业改革的不断深入,为了减少人为误操作,降低企业的生产成本,提高生产效率和产品质量,产线智能化改造已成为现代工业生产的必然趋势。自动导引车以其高度自动化、安全性和灵活性等特点,在整个生产运输中发挥着非常关键的作用,因此,研究AGV技术对于这一工业自动化变革意义重大。目前AGV的导航方式主要有电磁导航、激光导航、视觉导航、惯性导航和混合导航等。综合考虑各种导航方式的优缺点,提出了惯性与视觉混合导航定位的AGV系统,本文工作内容如下:(1)设计并完成了基于惯性与视觉混合导航定位系统,包括电气设计、元件选型、软件设计,上位机界面的编写以及各个模块间的通讯搭建。(2)针对目前使用QR码导航定位系统中,出现QR码被污染无法识别的问题。为此设计了一系列的人工信标,并提出了一种基于卷积神经网络识别人工信标的方法,结果表明在信标受到污染时,AGV仍然能够较好地识别出其代表的信息,解决了信标被污染时无法读取信息的问题。(3)对惯性导航元件的输出数据进行卡尔曼滤波处理,为了进一步提高AGV导航定位精度,针对不同的信标图案,提出了一种信标定位算法,从而计算出AGV偏差角度和偏差距离,结果表明该种定位算法能够进一步地纠正惯性导航的偏差。通过测试和实验,结果表明基于惯性与视觉的AGV混合导航定位系统稳定性较高,有较好的纠偏能力,具有实际应用价值,可以进一步完善并投入实际运用。
基本信息
| 题目 | 基于惯性与视觉的AGV混合导航定位系统的研究 |
| 文献类型 | 硕士论文 |
| 作者 | 贾兆远 |
| 作者单位 | 浙江科技学院 |
| 导师 | 袁斌 |
| 文献来源 | 浙江科技学院 |
| 发表年份 | 2020 |
| 学科分类 | 信息科技 |
| 专业分类 | 电信技术,自动化技术 |
| 分类号 | TN96;TP23 |
| 关键词 | 自动引导小车,混合导航,视觉导航定位,卷积神经网络 |
| 总页数： | 86 |
| 文件大小： | 2932K |
论文目录
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 AGV的发展历程 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 AGV电磁导航研究现状 |
| 1.3.2 AGV激光导航研究现状 |
| 1.3.3 AGV惯性导航研究现状 |
| 1.3.4 AGV视觉导航研究现状 |
| 1.3.5 AGV混合导航研究现状 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第2章 混合导航定位系统的整体设计 |
| 2.1 AGV混合导航定位方案 |
| 2.1.1 惯性导航方案 |
| 2.1.2 视觉导航定位方案 |
| 2.2 AGV控制系统框架设计 |
| 2.3 AGV底盘驱动方式设计 |
| 2.3.1 轮系结构 |
| 2.3.2 运动模型 |
| 2.4 车载控制系统 |
| 2.4.1 车载控制系统总控制器 |
| 2.4.2 视觉导航模块 |
| 2.4.3 惯性导航模块 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于惯性导航方法 |
| 3.1 惯性导航的基本原理 |
| 3.2 惯性测量单元 |
| 3.3 坐标系 |
| 3.3.1 惯性坐标系 |
| 3.3.2 导航坐标系 |
| 3.4 AGV姿态解算 |
| 3.5 基于卡尔曼滤波算法的参数修正 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于视觉导航定位方法 |
| 4.1 基于卷积神经网络的标识物识别 |
| 4.1.1 卷积神经网络 |
| 4.1.2 卷积神经网络结构设计 |
| 4.1.3 卷积神经网络参数设计 |
| 4.2 基于信标的AGV精确定位 |
| 4.2.1 相机成像模型 |
| 4.2.2 相机标定 |
| 4.2.3 基于人工信标的精定位 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于惯性与视觉的混合导航定位方法 |
| 5.1 混合导航定位原理 |
| 5.2 混合导航定位方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 实验部分 |
| 6.1 卷积神经网络训练 |
| 6.1.1 训练集的准备 |
| 6.1.2 正式训练 |
| 6.1.3 训练结果 |
| 6.2 实验搭建 |
| 6.2.1 平台搭建 |
| 6.2.2 通信方式 |
| 6.3 整机测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和成果 |
参考文献
| [1] 导航定位系统在林业勘测调查设计中的应用[J]. 绿色科技 2018(17) |
| [2] 亚米级导航定位系统设计与实现[J]. 测绘科学 2020(12) |
| [3] 基于信息融合的拖拉机组合导航定位系统研究[J]. 农业机械学报 2020(08) |
| [4] 基于认知无线电技术的导航定位系统设计[J]. 现代导航 2015(04) |
| [5] 军用导航定位系统能力需求的分析[J]. 科技资讯 2009(30) |
| [6] 北斗卫星导航定位系统在人工岛安全监测中的应用[J]. 企业科技与发展 2020(05) |
| [7] 量子导航定位系统中的捕获和粗跟踪技术[J]. 空间控制技术与应用 2017(01) |
| [8] 三颗量子卫星组成的导航定位系统探讨[J]. 导航定位学报 2019(01) |
| [9] 舰船导航定位系统访问信息可验证加密技术[J]. 舰船科学技术 2018(20) |
| [10] 基于军用小型水下运载器的组合导航定位系统研究[J]. 海洋技术 2009(01) |
| [11] 澳大利亚未来的导航定位系统[J]. Engineering 2020(08) |
| [12] 基于3S技术的应急物流配送车辆导航定位系统研究[J]. 交通与计算机 2008(05) |
| [13] 基于北斗卫星的船载无人机惯性导航定位系统[J]. 舰船科学技术 2020(08) |
| [14] 大地测量中北斗卫星导航定位系统的运用分析[J]. 通讯世界 2018(03) |
| [15] 双星导航定位系统组合应用[J]. 科技信息(科学教研) 2008(16) |
| [16] 基于RFID技术的手机导航定位算法研究[J]. 信息通信 2017(05) |
| [17] 浅析全球卫星导航定位系统[J]. 内燃机与配件 2017(21) |
| [18] 一种基于低成本组合导航定位系统的新融合滤波算法[J]. 自动化与仪器仪表 2015(11) |
| [19] 关于北斗卫星导航定位系统的思考[J]. 城市地理 2016(14) |
| [20] 英国研制量子导航定位系统QPS精确度比GPS更高[J]. 黑龙江科技信息 2014(15) |
| [21] 北斗卫星导航定位系统近年将发射12颗卫星[J]. 全球定位系统 2008(05) |
| [22] 优化粒子滤波在组合导航定位系统中的仿真与应用[J]. 自动化应用 2018(01) |
| [23] 浅谈北斗卫星导航定位系统及其应用[J]. 湖北成人教育学院学报 2011(03) |
| [24] 北斗卫星导航定位系统的功能原理与前景展望[J]. 中国水运(学术版) 2008(01) |
| [25] 北斗记——探秘中国北斗卫星导航定位系统[J]. 中国新闻周刊 2011(01) |
| [26] 北斗卫星导航定位系统综述[J]. 科技致富向导 2011(08) |
| [27] 北斗卫星导航定位系统应用现状分析[J]. 全球定位系统 2008(02) |
| [28] 水下导航定位系统在水下作业中的应用[J]. 电子世界 2013(20) |
| [29] 基于嵌入式系统的GPS导航定位系统设计[J]. 安徽电子信息职业技术学院学报 2012(05) |
| [30] 北斗与GPS导航定位系统对比分析研究[J]. 科技资讯 2011(28) |
相似文献
| [1]穿戴式消防员导航定位系统设计[D]. 刘传浩.大连理工大学2019 |
| [2]基于智能手机的行人无缝导航定位系统研究与实现[D]. 王敬贤.南京航空航天大学2018 |
| [3]公交车导航定位系统的研制[D]. 蹇斌.电子科技大学2007 |
| [4]基于惯性导航的全向AGV定位系统研究与设计[D]. 杨玉明.天津工业大学2019 |
| [5]基于二维激光雷达的室内AGV样机研制[D]. 程苏全.郑州大学2018 |
| [6]基于激光雷达和深度相机的AGV自主定位方法研究[D]. 黄婷.华南理工大学2018 |
| [7]激光雷达AGV室内环境地图绘制与定位算法研究[D]. 曲政.山东大学2017 |
| [8]基于激光雷达的AGV定位技术研究[D]. 孙仲旭.哈尔滨工业大学2020 |
| [9]基于双目相机的视觉AGV定位与建图[D]. 赵文恺.广西大学2019 |
| [10]全向AGV运动控制及路径规划研究[D]. 李文涛.西安科技大学2019 |
