激光測距在倉儲搬運機器人運動中的應(yīng)用

1、激光測距在倉儲搬運機器人運動中的應(yīng)用激光測距在倉儲搬運機器人運動中的應(yīng)用孫海機器人同時定位與制圖—SLAM（SimultaneousLocalizationMapping）與傳感器緊密相關(guān)，具有精度高、速度快、效率高的激光雷達(dá)在實現(xiàn)倉儲搬運機器人自主運動的相關(guān)算法中得到廣泛的應(yīng)用。本文詳細(xì)介紹三角測量的原理并利用該原理實現(xiàn)對激光測距傳感器的制作，結(jié)合旋轉(zhuǎn)舵機，對低成本激光測距雷達(dá)的實現(xiàn)。根據(jù)SLAM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究特征直線提取，著重研究激

2、光三角測量算法，并對激光測距雷達(dá)的同時定位與地圖構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)行仿真實驗?！娟P(guān)鍵詞】Kiva系統(tǒng)搬運機器人SLAM三角測量法擴(kuò)展卡爾曼濾波倉儲搬運機器人作業(yè)顛覆傳統(tǒng)電商物流中心作業(yè)“人找貨、人找貨位”模式，通過作業(yè)計劃調(diào)動機器人，實現(xiàn)“貨找人、貨位找人”的模式，整個物流中心庫區(qū)無人化。激光雷達(dá)與其他的測距傳感器相比有著速度快、精度高的特點，因而，激光雷達(dá)在機器人的運動中得到了廣泛的應(yīng)用。SLAM問題的技術(shù)關(guān)鍵是在地圖未知的情況下，機器人利用

3、外部環(huán)境的掃描數(shù)據(jù)確定自身的位姿以及實現(xiàn)對地圖的建立，主要的內(nèi)容包括：特征提取、地圖建立、自主定位。本文主要圍繞倉儲搬運機器人，針對激光SLAM問題展開研究，設(shè)計了一個倉儲搬運機器人激光SLAM系統(tǒng)，在倉庫未知環(huán)境中機器人利用自身裝載的激光雷達(dá)和運動實現(xiàn)SLAM。1低成本激光測距原理對光線的過濾，最后被光電傳感器接收轉(zhuǎn)化為電信號。斜射式三角激光測距法以及直射式三角激光測距法都是以非接觸測量方式對距離進(jìn)行測量，并且都具有精度高、速度快和實

4、時好等特點，斜射式三角測距法要求被測物體的表面具有較好的反射性，對散射光的效果不佳，而直射式三角測距法只能接收探測光線在物體的散射光，要求物體具有較好的散光性。由于直射式激光測距傳感器具有實現(xiàn)簡單、誤差較小、體積緊湊等特點，所以工程上經(jīng)常采用直射式激光三角法制作激光傳感器。1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計激光測距雷達(dá)的最終目的是為了實現(xiàn)對周圍環(huán)境一定角度內(nèi)障礙物距離的測量。為了實現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)采集，本文采取的是利用舵機加激光測距傳感器的方式對環(huán)境進(jìn)行掃描

5、，本文采用的是具有四級放大功能的舵機，經(jīng)過一級級的力量放大，最終使舵機具有15KG的扭矩，完全可以滿足系統(tǒng)承載的需要。2激光測距雷達(dá)EKLSLAM2.1激光SLAM設(shè)計方案本文所設(shè)計的室內(nèi)機器人使用激光傳雷達(dá)實現(xiàn)定位系統(tǒng)的原理圖。本系統(tǒng)使用的是擴(kuò)展卡爾曼濾波的方式對定位結(jié)果進(jìn)行融合。系統(tǒng)是一個遞歸循環(huán)的過程。第一步是位姿的預(yù)測，機器人的行走具有高斯誤差運動模型，也就是通過里程計獲得的數(shù)據(jù)的誤差符合高斯分布，通過對獲取的里程計的數(shù)據(jù)進(jìn)行分