【摘 要】
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近年来,随着我国城市化水平的不断提高,垃圾增多,清扫面积增大,环卫车辆驾驶员的劳动强度不断加大,未来的环卫事业的从业人员未知。无人驾驶扫路车具有清扫速度快,清洁彻底,作业能力强等特点。因此无人驾驶扫路车一直是一个研究的重要领域。本文根据特定环境下的低速无人清扫的扫路车的工作要求,重点进行了如下研究:首先搭建了电动无人扫路车的软、硬件系统,硬件方面主要对控制器,驱动电机,动力电池的选型做了详细的分析
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近年来,随着我国城市化水平的不断提高,垃圾增多,清扫面积增大,环卫车辆驾驶员的劳动强度不断加大,未来的环卫事业的从业人员未知。无人驾驶扫路车具有清扫速度快,清洁彻底,作业能力强等特点。因此无人驾驶扫路车一直是一个研究的重要领域。本文根据特定环境下的低速无人清扫的扫路车的工作要求,重点进行了如下研究:首先搭建了电动无人扫路车的软、硬件系统,硬件方面主要对控制器,驱动电机,动力电池的选型做了详细的分析计算,软件方面采用了Ubantu16.04系统机器人操作系统ROS,为后续的研究提供了试验平台。其次对激光雷达建图的原理进行分析,使用思岚A1激光雷达和占据栅格地图的方法对电动扫路车的工作环境进行地图创建,路径规划方法采用快速扩展随机树的方法(RRT),并对该路径规划方法进行平滑处理得到更符合扫路车运动学特征的路线,在ROS系统进行仿真分析证明路径规划方法应用于电动扫路车的可行性。再次为完成扫路车的稳定运行,通过扫路车的运动学和动力学建模分析,设计模型预测跟踪控制器,经过仿真分析得出模型预测控制器在不同工况下的控制效果,模型预测控制器可以完成跟踪,但存在一定的误差。最后针对模型预测控制器存在误差的问题,提出了两种改进的模型预测控制器,一种是模糊模型预测控制器,一种是基于粒子群优化的模型预测控制器(PSO-MPC),通过Car Sim/Simulink进行仿真分析,利用机器人操作系统对两种算法在扫路车进行上路试验,并对实验结果做出分析。
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