随着国民经济的不断发展和消费能力的提升,购物模式由传统线下购物逐步转为线上,使得物流仓储配送的规模不断扩大,急需仓储机器人提升仓储效率。如今,快速发展的机器人技术开始被广泛用于仓储运营的各个环节,极大的提高了仓储的运营效率,促进了仓储智能化,构建了极为高效智能的仓储运营模式。本文研发了仓储机器人的库区货物自动调配定位系统,给出了系统的整体结构及各功能模块设计,分析了各种室内定位技术的应用特点,研究了轮式移动机器人的运动控制算法以及自动避障方法,进而完成了各系统功能模块的嵌入式软硬件设计和调试,最后通过实验测试验证了各主要功能模块的工作性能及系统的控制与跟踪效果。本论文主要工作和成果如下:(1)分析了仓储机器人运动的相关控制要求;介绍了直流无刷电机的工作原理、驱动方式以及数学模型;比较了多种不同PWM斩波方式的优缺点及其控制效果;设计了速度电流双闭环控制系统,并采用PID控制算法实现了对电机的控制;构建了仓储机器人的运动学模型,并采用电子差速驱动方式实现了仓储机器人的转向和避障操作,且确保驱动轮做纯滚动运动。(2)通过对比分析现有室内定位技术,提出了采用有轨寻迹运动与二维码定位结合的定位方案,即采用红外反射传感器实现有轨寻迹运动,利用定位二维码获得准确的位置坐标,完成实时位置的更新;同时通过货物的条形码获取货物信息,实现货物信息与定位位置信息的实时关联,进而实现货物的快速搜索定位;且在有轨寻迹运动过程中利用超声波模块实现机器人的有效避障。(3)设计实现了基于仓储机器人的货物搜索和定位系统,主要包括控制系统的硬件电路设计和相关软件实现。硬件电路以LPC1114控制器为核心,构建了系统的整体框架,设计实现了各个相关功能模块;软件程序系统按功能要求进行分层设计,主要有BSP层、RTOS层和应用层,运用uCOS-III实时操作系统实现任务调度,完成了各层模块的有机结合,合理高效的利用了控制器资源。(4)完成了系统整体和系统各独立功能模块的试验和仿真。测试数据显示各个功能模块均可以正常工作,且在各模块正常工作的前提下,整个系统能够完成自动定位、跟踪等一系列功能。