论文部分内容阅读
AGV(Automated Guided Vehicle)即自动引导搬运车,因其移动灵活、可靠性高、适用于复杂的运输环境被广泛应用于汽车制造厂、港口码头、建筑工地,物流分拣中心等。由于传统工业向现代工业的转型,柔性制造系统和智慧物流对于AGV提出了提高定位精度、实时稳定传输定位信息,快速适应于复杂多变的环境等更高的要求。而UWB(Ultra Wide Band)又称超宽带,属于无线传感器定位技术。随着近些年来在室内定位大赛中的大放异彩,UWB技术凭借其测距精度高、安全保密好、数据传输速率高、低延时高实时,硬件架设成本低等一系列技术特点已经牢牢占据着高精度定位领域的一席之地。本文基于UWB技术,采用改进的双边双向测距算法,实验数据采取回归方程系数、中位值平均滤波、蜂窝状基站布置等优化手段,将距离数据传输到上位机中的内置算法解析,最终完成了实时稳定的AGV定位系统设计。首先对UWB的单边双向测距和双边双向测距进行误差分析,由于算法运行与硬件响应的偏差时间所带来的干扰,提出改进的双边双向测距算法并使用回归方程系数补偿和中位值平均滤波修正测距数据;然后对硬件部分的内部布局、功能模块、供电要求及元件通讯进行研究,对软件部分的数据帧通讯流程、下位机测距和数据帧包回传整合进行设计,对上位机部分的数据解析、计算流程和可视化操作进行了代码编写;最后采取优化的蜂窝状基站布置方式并规定静动态测试的硬件布局和移动路径,分析静态与动态情况下的定位结果。由基于UWB技术的AGV定位系统分析可得到以下实验结果:(1)不同测试场景下海拔、湿度、温度等众多因素的差异会影响测距结果真实值的输出,使用回归方程系数补偿与中位值平均滤波来修正测距结果,平均测距误差为4.42cm;(2)静态测试条件下,定位点位置偏差的欧氏距离为6.06cm,定位结果的平均均方根误差值为5.34cm;(3)在刷新时间为100ms的条件下,行驶四段直线距离总长度为14m,共采集28个定位点,动态定位测试的平均位置偏差为6.92cm。