【摘 要】
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近年来,伴随着人工智能与移动机器人技术的高速发展和日益广泛应用,“智能园区”在物流和生产等各大领域应用程度逐步提高。在随着物流仓储、生产制造、医学药物和化工等行业中对于“机器换人”的迫切需求以及在智慧园区中可灵活作业、柔性调度的需求不断增加,力求减少生产及物流过程中人工作业量,提高机器工作效率与最大工作时长,实现加快生产以及送货速度和节约成本,从而提高经济效益。针对在无人智能园区中一些空间窄小、有
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近年来,伴随着人工智能与移动机器人技术的高速发展和日益广泛应用,“智能园区”在物流和生产等各大领域应用程度逐步提高。在随着物流仓储、生产制造、医学药物和化工等行业中对于“机器换人”的迫切需求以及在智慧园区中可灵活作业、柔性调度的需求不断增加,力求减少生产及物流过程中人工作业量,提高机器工作效率与最大工作时长,实现加快生产以及送货速度和节约成本,从而提高经济效益。针对在无人智能园区中一些空间窄小、有限机动性等要求高场合的物料运输及升降问题,设计一款兼备全向移动和举升机构的麦克纳姆轮运输车,该运输车在拥有全向移动的同时还可完成在未知环境中的SLAM(同时定位与建图)和自主导航功能。本论文主要研究内容为无人园区麦克纳姆轮运输车的机械结构设计和自主导航控制功能的实现,具体研究内容如下:首先,对无人园区麦克纳姆轮运输车的机械结构进行设计。根据运输车在无人园区内运动的路面宽窄不一,崎岖复杂的特点和需完成一些具有高度差的生产线物料装卸等任务,设计的运输车采用麦克纳姆轮底盘实现其全方位运动以及单剪式举升结构来实现不同高度物料的升降。其次,对于运输车在园区内进行自身定位与地图构建的问题,研究了激光雷达SLAM技术以及二维占据栅格地图构建原理。通过对激光雷达SLAM技术中地图构建的Gmapping算法和Hector SLAM算法进行研究分析,由仿真实验对比选择建图效果更好的Gmapping算法。最后,对于运输车在园区内运输途中路径规划以及动态避障的问题,以基于代价地图路径规划模型展开研究,为路径规划提供位置与环境信息基础。接着通过对全局路径规划的A*算法以及局部路径划的动态窗口(DWA)算法的研究分析,实现运输车在已建地图上的路径规划和动态避障功能。
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