2008_agv的超声波定位与避障研究

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1、西安理工大学硕士学位论文AGV的超声波定位与避障研究姓名：蔡涛申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：史恩秀20080301摘要论文题目：AGV的超声波定位与避障研究学科专业：机械制造及其自动化’研究生：蔡涛指导教师：史恩秀副教授摘要签名：鏖蕴签名：辨茑．本文以研究所自主开发的自动导航车XAUT．AGVl00为研究对象，从工程应用的实际需求出发，结合机械工程技术、计算机控制技术、传感器检测技术和信号处理技术，对自动导航车在实际开发过程中的运动学的建模、控制系统的组成、超声波传感器的测距实验、传感器数据的处理、侧向定位和避障等内容进行较为深入的分析和研究。针对两轮差速转向式X

2、AUT．AGVl00，建立了运动学模型，对其控制系统组成进行分析，为后续的运动控制建立基础；通过实验，对模拟量超声波传感器的探障特性进行分析，提出一种精确的标定方法，实验结果证明该方法简单有效：对标定数据进行拟合和误差的补偿，经误差补偿后，测量系统的最大相对误差由误差补偿前的1．14％和不考虑入射角影响的1．84％降低到0．34％；在此基础上，进行双超声波组合测量实验，实验对比分析不同测量模型下的测量精度。为达到更高的精度，用BP神经网络对超声波测量系统进行建模和仿真：应用双超声波组合测量的方案，采取传统的PID控制算法，进行自动导航车的侧向定位实验。实验数据表明，基于超声波的侧向定位

3、位置精度可到达±2．5mm，姿态精度可达±o．420；最后，本文对自动导航车路径规划中的避障问题进行研究，针对人工势场法的缺陷，通过建立新势场函数和调整势力场区进行改进。仿真实验表明，该方法能很好地解决避障过程中的局部陷阱问题，基本消除轨迹震荡现象。本文的研究是在多部自动导航车的开发背景下完成，对于其中提出的一些新的思路和方法，在研究过程中都能够及时的检验并加以改进，所以，本文中的一些方法和相关结论均来源于实际的开发过程，因而对自动导航车的设计和开发具有一定的借鉴作用。关键词：AGV；超声波；定位；避障；人工势场法论文的研究得到了陕西省教育厅重点研究项目l：自主自动导航车开发》的资助。

4、AbstractTitle：STUDYoNUL-TRASONICLOCAUZATIONANDOBSTACLEAVOIDANCEOFAGVMajor-MechanicalManufactureandAutomationName：TaoCAISupervisor：AssociateProf．EnxiuSHISignature：k咝Signature：缸丛型fTakingtheindependentlydevelopedAutomatedGuidedVehicles(AGV)ofourinstituteasresearchobject，fromthepracticaldemandofengi

5、neeringapplication，kinematicmodeling，compositionofcontrolsystem，distancemeasureexperimentbyultrasonicsensor,treatingandfittingofsensordata，laterallocalizationandobstacleavoidanceduringpracticaldevelopmentprocessofAGVareanalyzedandresearcheddeeplybymechanicalengineer,computercontrol，sensordetecti

6、onandsignalprocesstechnology．ThekinematicsmodelWasbuiltandthecomponentofthecontrolsystemwasanalyzedaboutthetwowheeldifferentialsteeringAGV(XAUT．AGV100)，whichestablishedthebasisforthemotioncontrolinthebehind．Theexploringobstaclecharacteristicsofanalogultrasonicsensorwereanalyzedandaprecisecalibra

7、tionmethodWaspresentedbyexperiments，theresultsindicatedthatthismethodWassimpleandeffective．Bydatafittinganderrorcompensating,themaximumrelativeerrorofmeasuresystemWasdecreasedto0．34％from1．14％beforeerrorcompen8ationand1．84％of