复合机器人搬运导航子系统的研究与实现

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：公开学号：４０３１５４１９４０＞？政宴，鲁ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ中文题目：复合机器人搬运导航子系统的研究与实现ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＩｍｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮａｖｉａｔｉｏｎＳｕｂｓｓｔｅｍｐｇｙｏｆＣｏｍｏｕｎｄＲｏｂｏｔ英文题目■ｐ关丽丽论文作者：指导教师：王青松副教授计算机技术专业：完成时间二〇—八年四月：

2、辽宁大学硕士学位论文复合机器人搬运导航子系统的研究与实现ResearchandImplementationoftheNavigationSubsystemofCompoundRobot作者：关丽丽指导教师：王青松副教授专业：计算机技术答辩日期：2018年5月25日二○一八年五月·中国沈阳辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研宄成果除加以标注的内容外，不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做

3、出重要贡献的个人和集体均己在文中进行了标注，并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：刘％Ｓ月Ｍ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国

4、博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。保密（），在年后解密适用本授权书。（保密：请在括“”号内划ｖ）如為玉肩．授权人签名：Ｉ指导教师签名：日期：年５月翌曰日期：浏ｆ年５：月淹日摘要摘要近年来机器人的研发制造如雨后春笋般悄然萌发，其中复合机器人搬运系统是机器人发展的一个重要趋势，价格普遍较为昂贵，复合机器人包括自动引导运输车和机械臂两部分，自动引导运输车具有行走

5、功能，机械臂具有抓取功能，两项功能组合在一起可以执行更加复杂的工序，其中导航是系统的关键，导航方式有很多种，在选择时经常会从功能、性能和价格上来考虑。本文研究的是复合机器人搬运导航子系统，旨在满足用户需求的基础上降低系统成本，所以最终采用价格适中、路径规划灵活、单点定位精度高的二维码导航方式实现了系统的搬运功能。在建立地图功能模块中采用栅格法对环境进行划分标定了必经点，这些坐标输入给轨迹规划功能模块，在轨迹规划中应用精英蚁群算法求出最优路径，车体行驶中位置采集功能模块通过二维码读头读取位置信息，在遇到偏航时通过偏航校正功能模块可

6、以消除误差的持续累积而不会丢失导航，最终规划的车体速度和角速度在车体运动学模块中被分解成各个轮子的线速度并作用到麦克纳姆轮驱动单元中，使行走精度可以控制在±10mm之内。到达抓取点后，目标精定位功能模块有效的消除了车体的定位误差和货物的摆放误差，使抓取精度可达±0.1mm。本文研究和实现的工作重点和难点如下：（1）在轨迹规划方面，根据现场地图采用精英蚁群算法智能的规划出适合现场环境的最优行驶路径。（2）在偏航校正方面，根据当前位置信息和规划的路径对偏航问题进行校正，从而实现了对行进中车体的精确控制。（3）在车体运动学方面，通过对

7、车体模型的分析实现了车体运动学。（4）在精定位方面，通过对视觉设备安装方式的调整和对识别算法的改进，可以同时消除车体的定位误差和货物的摆放误差，从而达到精确抓取的目的。（5）最终借助于沈阳新松数字驱动有限公司的平台，实现了复合机器人搬运导航子系统，实验表明了该系统具有一定的研究和实际应用价值。关键词：复合机器人，导航，轨迹规划，偏航校正，目标精定位IAbstractABSTRACTInrecentyears,thedevelopmentandmanufacturingofrobotsmushroomedlikemushrooms

8、.Thecompoundrobottransportsystemisanimportanttrendinrobotdevelopment.Thepriceismoreexpensive.Thecompoundrobotincludestwoparts:aAGVa