基于視覺導(dǎo)引的AGV控制器設(shè)計及路徑跟蹤算法研究.pdf

1、自動導(dǎo)引小車AGV(Automated Guided Vehicle)，是一種廣泛運用于各類生產(chǎn)線，實現(xiàn)物料搬運自動化的工業(yè)設(shè)備。其運行的快速和穩(wěn)定性對整條生產(chǎn)線的工作效率有著重要的影響，而對不同路徑的適應(yīng)性也深刻影響著整個制造系統(tǒng)的柔性化程度。本文針對如何保證AGV按預(yù)設(shè)的導(dǎo)引路徑快速穩(wěn)定地運動這一問題，對AGV控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，設(shè)計了一種基于視覺導(dǎo)引的AGV控制器，該控制器可實現(xiàn)穩(wěn)定的路徑跟蹤，擁有良好的糾偏性能，并且可以在運行時

2、識別特殊的功能標(biāo)志點，完成預(yù)設(shè)的操作，對外部控制指令做出響應(yīng)。主要研究內(nèi)容如下：
　　針對工程實際需求，制定了控制系統(tǒng)的整體方案，選擇了利用工業(yè)相機反饋的圖像作為路徑導(dǎo)引信息，選擇了表征路徑導(dǎo)引信息的方式，制定了路徑跟蹤算法框架，提出了預(yù)設(shè)功能標(biāo)志點對應(yīng)操作的方法。
　　闡述了從圖像反饋信息中提取路徑相關(guān)參數(shù)值的方法，并且對比了對路徑導(dǎo)引中心點進(jìn)行直線和圓弧擬合的效果。通過對相機進(jìn)行標(biāo)定，可以獲得實際的路徑參數(shù)，作為控制器實

3、現(xiàn)路徑跟蹤算法的輸入。提出一種計算目標(biāo)圖形與標(biāo)志模板相似度的方法，以實現(xiàn)對功能標(biāo)志點的檢測。
　　建立了電機驅(qū)動能力受限的運動學(xué)模型，運用已有的以糾偏協(xié)調(diào)性最優(yōu)為目標(biāo)的單步預(yù)測控制算法，在攝像頭位于AGV側(cè)面，且初始偏差較大的情況下，實現(xiàn)了路徑跟蹤。以糾偏協(xié)調(diào)性最優(yōu)為目標(biāo)，提出了一種針對大曲率圓弧路徑的基于單步運動預(yù)測的路徑跟蹤算法，實現(xiàn)了對大曲率圓弧路徑的穩(wěn)定跟蹤。針對單步預(yù)測需要對分別調(diào)整控制周期和預(yù)測周期這一問題，以糾偏協(xié)調(diào)

4、性最優(yōu)為目標(biāo)，進(jìn)一步提出了一種針對直線路徑的基于多步運動預(yù)測的路徑跟蹤算法，在每個控制周期計算量不變的情況下增加運動預(yù)測步數(shù)，從而在選取相同的控制周期和預(yù)測周期的情況下，增大控制周期的合理值范圍，簡化調(diào)試過程。
　　闡述了控制器的硬件模塊設(shè)計和軟件設(shè)計，實現(xiàn)了在不同功能點完成預(yù)設(shè)操作，并在運行過程中對外部指令進(jìn)行響應(yīng)的功能。搭建了AGV的路徑跟蹤實驗平臺，并進(jìn)行了相關(guān)算法的實驗驗證。實驗結(jié)果顯示，在同一運行速度下，相比于現(xiàn)有的僅使