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基于ROS的AGV自动导航控制系统开发
| 论文题名： | 基于ROS的AGV自动导航控制系统开发 |
| 关键词： | 自动导航车;自动导航控制系统;软件设计;功能模块 |
| 摘要： | AGV（Automated Guided Vehicle，自动导航车）是柔性生产系统、柔性搬运系统和自动化仓储系统的关键设备，作为连接物流与生产的重要桥梁，可有效提高制造企业的生产效率并降低生产成本。在当前“工业4.0”和“中国制造2025”的驱动下，对其自动化和智能化水平提出了更高的要求，因此研究具有自动导航功能的非导轨式智能AGV具有非常重要的意义。 本文以一台四轮驱动四轮独立转向AGV为研究对象，针对当前机器人应用软件复杂度和规模不断增长的情况，采用以分布式计算、代码可重用及模块化设计为特点的机器人操作系统ROS（Robot Operating System）开发AGV的自动导航控制应用。首先通过对实际模型的简化，编程编写了AGV的URDF模型描述文件，并对其进行了运动学分析和建模，为后续自动导航应用开发、虚拟平台搭建和测试可视化做了铺垫；基于ROS导航框架，结合所研究AGV的实际特点和需求，分析了AGV自动导航功能实现所需的各个模块及系统工作流程，并重点对机器人定位、全局和局部路径规划等关键模块进行了开发和配置。 利用Gazebo仿真器建立了AGV的虚拟平台，通过所建立的虚拟环境，利用即时定位和建图（SLAM）技术建立了所建环境的栅格地图，并利用该地图对自动导航应用及多目标规划功能进行了仿真验证，仿真结果表明在所建的虚拟地图中AGV能够很好实现对所设定目标的自动导航和避障；随后，在真实AGV平台上对应用进行了实际测试，实验结果表明，通过SLAM所建的环境地图精度较高，满足使用要求，同时高效实现了导航规划和避障功能。 由于本文所研究AGV属于复杂非线性系统，因较难建立精确数学模型，因此利用Simulink设计了不依赖于被控对象精确数学模型的AGV模糊运动控制器；此外，对于上层发送给下位机的速度控制指令，利用Matlab/Simulink与ROS的接口，对其进行了分析和优化，实现对AGV运动的自适应控制。 |
| 作者： | 李晶 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 张捷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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