基于MIMU的AGV组合导航系统的设计与研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于MIMU的AGV组合导航系统的设计与研究硕士研究生：付秦江指导教师：许德新副研究员学科、专业：控制科学与工程论文主审人：高延滨教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于MIMU的AGV组合导航系统的设计与研究硕士研究生：付秦江指导教师：许德新副研究员学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学Classifi

2、edIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheDesignandResearchofAGVIntegratedNavigationSystemBasedonMIMUCandidate:FuQinjiangSupervisor:AssociateResearcher.XuDexinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringDa

3、teofSubmission:January,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方

4、式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔

5、滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于MIMU的AGV组合导航系统的设计与研究摘要AGV（自动导引车）在工业自动化进程中扮演重要角色，它的研发旨在于提升生产水平和工作效率。其中AGV的导航系统更是AGV系统中不可或缺的一部分，作为AGV的“眼睛”，自动导引AGV按照预定或者自动规划的路线到达目的地，完成作业任务。微惯性导航系统精度适中、体

6、积小、可靠性强的优势能够很好的应用到AGV的导航系统当中，但是微惯导系统固有的累积误差严重影响了导航工作的长期稳定性。本文针对这一问题设计了基于MIMU的AGV组合导航系统，利用磁力计和视觉二维码进行组合来校正其导航信息。首先给出了各AGV导航系统的工作原理及方式，对捷联惯导的坐标系变换、原理、误差方程以及Kalman滤波开展了详细的研究。其次对MIMU的系统以及随机误差作了建模分析及补偿，用Allan方差方法对MIMU进行了误差来源的辨识与讨论，并利用陀螺和加表的静态数据作了相应的Allan方

7、差测试分析。然后对基于Kalman滤波的组合导航技术以及基于经典Kalman理论的非线性估计算法，介绍了扩展Kalman滤波、无迹Kalman滤波以及粒子滤波的算法原理和流程。针对粒子滤波器的固有弊端，对其进行了一定的改进，设计了扩展Kalman粒子滤波和无迹Kalman粒子滤波算法，并进行了Kalman非线性滤波算法的综合仿真对比。接着进行了系统的建模以及仿真实验，验证了所设计系统的可行性，最后设计了AGV的组合导航平台并开展了相应的性能测试验证了本文提出的AGV用MIMU组合导航系统的可靠性

8、。关键词：MIMU；AGV；组合导航；卡尔曼滤波；非线性滤波哈尔滨工程大学硕士学位论文基于MIMU的AGV组合导航系统的设计与研究AbstractAGV(AutomaticGuidedVehicle)playsanverysignificantroleintheindustrialautomationprocess.TheresearchanddevelopmentoftheAGVsystemaimtoimprovethedegreeofautomation,productionleveland