【摘 要】
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随着“工业4.0”和“中国制造2025”的提出,物流运输业和制造业逐步迈向智能化的时代,自动导引车（Autornated Guided Vehicle,AGV）得到了广泛的应用。现阶段,AGV激光导航系统的模块化设计与应用仍存在一定的研究空间。本文将AGV导航系统中的上位机控制系统、车载控制系统、定位系统、环境建模、路径规划、路径跟踪与避障策略等方面做了架构分析与重设计,提出一种CDV（Contr
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随着“工业4.0”和“中国制造2025”的提出,物流运输业和制造业逐步迈向智能化的时代,自动导引车（Autornated Guided Vehicle,AGV）得到了广泛的应用。现阶段,AGV激光导航系统的模块化设计与应用仍存在一定的研究空间。本文将AGV导航系统中的上位机控制系统、车载控制系统、定位系统、环境建模、路径规划、路径跟踪与避障策略等方面做了架构分析与重设计,提出一种CDV（Control-Decision-View）模型的模块化AGV导航系统,分为三个层次:运动控制层、决策处理层和视图应用层,研究工作主要包含以下内容:（1）分析推算AGV底盘的速度运动模型,以STM32单片机为该层运动控制器,实现速度控制指令和电机实时转速的可逆转换:通过CAN总线对驱动电机进行控制;获取惯性测量单元的位姿数据并发布话题;设计一种分布式通讯模块。（2）分析了不同方案地图构建算法的优劣性;以坐标转换、代价地图和自适应蒙特卡洛定位算法为自主导航系统中的数据支撑;在Navigation源码包下对路径规划算法进行改进,提出一种改进Astar的全局自主路径规划算法融合一种全局动态避障策略;重新设计一种全局固定路径加载算法并与之匹配一种遇障停车策略;改进局部路径规划算法中仿真模拟轨迹的评价函数,使得其规划速度指令更稳定、效率更高。（3）基于Rosweb理论,在AGV端搭建服务器,设计通讯Json数据格式以及可视化网页操控界面;搭建决策处理层与视图应用层之间的通讯桥梁,能够接收来自视图应用层的Json数据,完成ROS话题和Json数据的双向转换。基于改进Astar算法设计任务路径的生成算法,能够根据调度系统下发的任务目标工位点,生成AGV此次任务的执行路径。（4）搭建AGV软件和硬件实验平台,对本文提出的CDV模型的导航系统进行实验验证。
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