智能AGV建图及自主导航避障系统研究

被引量 : 0次 | 上传用户:KFC8525825
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来AGV(Automated Guided Vehicle,自动引导小车)的建图及导航技术取得快速发展,其关键技术主要包括同时定位与建图(Simultaneous Localization And Mapping,SLAM)技术及路径规划技术,以视觉特征为主的方法虽然能够有效检测三维点云,但在无光环境下无法工作,且存在观测范围有限、稳定性差等问题。以二维激光为主的导航避障方法已开始落地应用,但是其仍存在一些不足之处,例如其观测范围局限于某一平面,无法有效观测三维障碍物。针对以上问题,本文提出了融合深度相机、二维激光雷达及IMU的二维栅格地图构建方法,并通过深度相机与二维激光雷达的观测信息实现AGV动态路径规划。本文的主要研究内容如下:首先,针对二维激光SLAM建图信息不完整的问题,设计了多传感器信息融合的二维栅格地图构建方法。通过点云滤波法融合二维激光雷达与深度图像的数据,并将融合的数据构建激光扫描帧,使得局部地图中保留更丰富的障碍物信息,当构建好局部地图后,利用IMU数据对扫描帧数据进行运动去畸变,减少局部定位累计误差,同时使用扫描匹配法对局部地图的位姿进行修正。当检测到相似场景时,利用回环检测方式消除定位过程中的累计误差,并通过分支定界法加速全局扫描匹配。其次,针对AGV重定位时需要人工指定位姿的问题,提出了一种基于自适应蒙特卡罗算法的AGV重定位方法。在启动导航功能包时,进行自旋转,将传感器观测信息与地图进行匹配,使得AGV能够在地图中任意位置进行全局重定位,提高了AGV导航的智能性。然后,针对AGV导航算法搜索节点多、无法有效规避三维障碍物的问题,设计了一种基于改进A*算法与动态窗口法融合的AGV路径规划方法。使AGV根据父节点至目标点的障碍物比重自适应调节启发函数权重,减少A*算法搜索节点的数量,提升规划效率,同时二次优化全局路径拐点,使得全局路径最优。后续将全局路径拐点依次设为DWA算法的子终点,从而实现动态路径规划,并引入深度相机观测障碍物的距离信息,使得AGV有效规避场景中新增的三维障碍物。最后对AGV建图及导航避障系统的性能进行测试。通过制作的数据集验证系统的定位及建图精度,实验结果表明,本文算法能够在真实场景中实时构建二维栅格地图,且系统的定位精度均方根误差可达0.033m,建图精度可达2.52cm。在真实环境中进行导航避障实验验证,结果表明,相较于传统A*算法,本文改进A*算法的全局路径最优,且规划效率提升了1-3倍;相较于传统融合算法,本文改进融合算法的规划时间减少了53.39%,路径长度缩短了16.76%,且本文系统能够规避二维激光雷达无法检测的三维障碍物。
其他文献
活性氧(ROS)分子和活性氮(RNS)分子是生物体系中两类重要的功能小分子,它们在肿瘤细胞的生长代谢过程中具有典型的两面性,在不同的分子浓度下具有促进肿瘤发生、发展和转移的作用,或具有诱导细胞周期阻滞、凋亡及显著影响肿瘤免疫治疗的作用。因此,若能准确、高效、定量获取肿瘤细胞ROS和RNS的分子信息,深入了解其作用机制和生物学特性,不仅能为研究肿瘤发生发展过程提供数据支撑,还有望获得癌症治疗的新策略
学位
尘埃等离子体是等离子体物理中的一个重要研究领域。尘埃等离子体中的非线性波动现象一直以来都是该领域中的热点研究方向。本文围绕尘埃等离子体中孤波的传播特征展开研究,基于磁流体力学理论,研究了不同环境和条件下尘埃等离子体中的尘埃声孤波和尘埃离子声孤波。研究给出了尘埃声孤波和尘埃离子声孤波的物理图像,丰富了尘埃等离子体中局域静电孤立结构的非线性特征研究,为解释相关空间观测现象和实验现象提供一定理论基础。本
学位
背景:神经胶质瘤是世界上最难治疗的癌症之一,起源于围绕神经细胞的胶质细胞,约占脑肿瘤40%~60%。神经肿瘤学已取得了长足的进展,但由于胶质瘤细胞增殖较快、侵袭性较强等特点,胶质瘤患者预后仍然很差、五年生存率非常低。临床上,四级胶质瘤患者被诊断出时常为晚期,目前的手术治疗难以根治,化疗药物的单一性也导致胶质瘤易复发。在分子机制方面对胶质瘤的发生进行深入探索并寻找确切治疗靶点是当前胶质瘤治疗中亟待解
学位
随着我国社会信用体系建设的深入推进,失信被执行人的信用修复需求越来越强烈,各地法院亦相继出台信用修复制度。但该制度在实践中存在修复标准不统一、修复途径不全面、修复程序不规范等问题,在一定程度上造成了被执行人人格权与债权人财产权保护失衡。以6家具有典型性和代表性的地方法院为分析样本,总结归纳出信用修复标准的三大类型,即履行完结型、承诺担保型、特殊兜底型。对失信被执行人予以信用修复应恪守比例原则,在修
期刊
目的:对比分析川佛手果和叶中挥发油的成分。方法:采用水蒸气蒸馏法提取川佛手果和叶的挥发油,并用气质联用方法(GC-MS)检测挥发油的成分及相对含量。结果:川佛手果的挥发油鉴定出28种成分,以单萜烯类为主;叶的挥发油鉴定出32种成分,以单萜烯类和醛类为主。以鲜品为例,有22种共有成分,分别占果和叶挥发油总量的95.00%和97.84%;干燥后果、叶挥发油成分的总量及种类均有所下降。结论:川佛手果和叶
期刊
背景:SIRT6是Sirtuins家族的一员,生物学功能上是一种高度特异性的以H3K9和H3K56为靶点的去乙酰化酶。SIRT6在多种疾病中具有重要作用,与多种肿瘤的发生发展密切相关,在染色质调节、DNA修复、端粒酶功能与细胞衰老、氧化应激等方面发挥重要作用。铁死亡是一种新型程序性细胞死亡方式,是由细胞内“铁”过载、脂质氧自由基升高、氧化还原铁稳态失衡所导致的细胞死亡。越来越多的研究证实,铁死亡能
学位
马拉松赛事作为近年以来比较火热的群众性体育活动,逐渐成为我国各地开展全民健身活动的重要渠道。但在市场经济的大背景下,政府出台的关于马拉松赛事的运行机制和管理办法并没有完全有效落实,同时,由于马拉松赛事组织主体多元化和组织模式的创新性导致现有的法律关系的不确定性,马拉松赛事组织者的义务履行和责任的承担方式在立法和司法实践中都充斥着激烈争论,马拉松赛事参与者众多、赛事组织者运营赛事能力的欠缺、参赛者对
学位
近年来,自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的实现不仅发现了许多新奇的量子效应,更为凝聚态物理的量子模拟提供了一个理想的研究平台.目前,自旋轨道耦合BEC系统的基态性质和动力学性质已被广泛地研究,发现了许多传统BEC中没有的物理现象,如拓扑绝缘体,量子霍尔效应和条纹相等.尤其发现自旋轨道耦合不仅会导致旋子模的出现,还可以改变凝聚体的稳定性,这为进一步调控凝聚体的基态相及其动力学提供了新的途径
学位
随着中国经济实力的提升,汉语热在全球持续升温,埃及的汉语学习者也越来越多,很多外国人也开始学习汉语,学习汉语有很多方法比如观图法、儿歌诵读法、游戏法、辨析法、实物帮助法和手指操练法等等。运用手机和电脑的APP来学习汉语也是他们重要的学习方式,这种学习方式不仅大受关注,而且大有裨益,不仅有利于教学模式的改革和创新,还能满足不同的学习者的不同需求。本文通过问卷调查与访谈的形式,立足于调查结果数据进行分
学位
在全球化的大背景下,中国已经和世界紧密相连。随着移动通讯技术的迅猛发展,不同文化、不同语言国家的交流已延展并深入到更广阔的领域,这不仅仅限于政治、经济、文化等方面。人们愿意进行多渠道的国际化沟通和交流,科技产品发布会则是一种切实可行的例证。发布会不仅让我们准确了解国内国际社会情况,同时也为“讲好中国故事”提供契机,所以科技产品发布会则被很多科研机构、新闻媒体和业内人士关注。但是如何让出席发布会的异
学位