全方位移動機器人巡線導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、全向移動機器人是一類重要的自動導(dǎo)引車輛（Automated Guided Vehicle，AGV），在物流、機械加工、航空航天、汽車制造等行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。如何提高全向移動機器人的智能化水平，特別是要能夠根據(jù)給定的任務(wù)和路線要求，自主安全地駛向指定的目標(biāo)，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本論文基于某型實際車輛，對全方位移動機器人的視覺導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行深入研究，內(nèi)容包括全向移動機器人的運動學(xué)分析，基于直線特征的機器人視覺導(dǎo)航，移動機器人

2、的導(dǎo)航控制算法，以及巡線導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)。論文的主要內(nèi)容如下：
　　首先，基于實際車輛特點，研究基于麥克納姆輪的全向移動機器人的運動學(xué)問題。麥克納姆輪是移動機器人中常用的全方位移動機構(gòu)，可沿任意平面方向靈活運動。論文對其運動學(xué)進(jìn)行分析，推導(dǎo)了全向移動機器人的正運動學(xué)方程和逆運動學(xué)方程，為全向移動機器人的巡線導(dǎo)航控制奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，研究了基于直線特征的機器人視覺導(dǎo)航問題。與其他方式相比，視覺導(dǎo)航具有成本低

3、、靈活性強等特點。課題結(jié)合機器人巡線工作的特點，采用基于直線輔助特征的視覺導(dǎo)航方式，討論了視覺圖像的采集和預(yù)處理，為進(jìn)一步開展導(dǎo)航特征檢測提供基礎(chǔ)；重點研究了直線特征檢測算法，根據(jù)問題特點對基本 Hough變換進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計了在累計Hough變換結(jié)果基礎(chǔ)上，應(yīng)用可信線段判別和線性連接提高檢測準(zhǔn)確率和可靠性的方法；研究機器人視覺子系統(tǒng)的標(biāo)定問題，設(shè)計了基于直線特征的相機外參數(shù)標(biāo)定方法。
　　再次，研究了機器人的巡線控制方法?？紤]到移

4、動機器人模型參數(shù)及環(huán)境的不確定性，結(jié)合基本模糊控制算法，并引入了一種非線性微分跟蹤器（Nonlinear Tracking Differentiator，NTD），設(shè)計了基于NTD的自適應(yīng)模糊控制算法，并應(yīng)用于全方位移動機器人的巡線導(dǎo)航閉環(huán)控制，通過仿真驗證了設(shè)計方法的有效性。
　　最后，論文研究了機器人巡線導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)?；谡n題中使用的全向移動機器人，研究了巡線導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)問題。根據(jù)先總后分原則，首先討論了系統(tǒng)總體