基于无线网络的AGVS控制技术与路径规划方法研究

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所属分类:AGV设计资料
摘要

本文主要研究了基于无线网络的AGVS控制技术与路径规划方法,提出了一种基于嵌入式X86主板控制,并结合磁传感器导航、非接触式RFID射频定位的控制技术,以及基于无线网络的远程监控和基于节点空闲时间窗的多AGV路径规划的方法。首先,本文根据课题对AGV小车的实际功能需求,研究了AGV小车的总体方案和硬件结构组成。其次,根据AGV小车几种常用的驱动形式,确定了前驱动轮差速、后从动轮随动的差速驱动方式,建立了运动学模型,并通过Matlab仿真验证了所建立运动学模型的正确性。然后,建立了环境电子地图,采用A*算法在静态电子地图中进行单台AGV路径规划。并将节点时间窗原理与A*算法相结合,采用基于先验的决策,在节点的空闲时间窗按顺序规划出每个AGV小车的路径,采用基于速度调节的策略和基于几何路径调节的策略相结合来解决AGV之间的冲突。最后,进行了AGV的样机的制作和实验,编制了相应的控制软件,其中包括数据采集及其串口数据获取,磁传感器岔道识别和磁导向纠偏调试,PID控制调试方法,RFID定位和数据传输等,并采用VC++平台开发了AGV系统的上下位机软件,建立了基于Access的上位机数据库管理模块,上下位机无线通讯和数据传输,以及上位机远程监控系统和基于动态电子地图的动态路径规划软件系统等。

目录
基于无线网络的AGVS控制技术与路径规划方法研究

第1章 绪论

1.1 引言
1.2 自动化物流系统
1.2.1 现代物流系统的广义内涵
1.2.2 国内外物流系统发展现状
1.3 AGV的国内外发展现状
1.3.1 国外发展现状
1.3.2 国内发展现状
1.4 AGV的关键技术
1.4.1 传感器技术
1.4.2 智能控制技术
1.4.3 导航技术
1.4.4 定位技术
1.4.5 路径规划技术
1.5 研究的意义
1.6 课题的研究内容

第2章 AGV系统总体设计

2.1 AGV概述
2.2 自动导引小车系统设计
2.3 AGV系统硬件组成
2.3.1 电源系统
2.3.2 驱动装置
2.3.3 数据采集装置
2.3.4 车载计算机
2.3.5 无线通讯装置
2.3.6 安全系统
2.3.7 车体导航定位系统
2.3.7.1 AGV导航
2.3.7.2 AGV定位
2.3.8 人机界面
2.3.9 其它辅助装置
2.4 AGV系统的软件组成
2.5 本章小结

第3章 AGV运动分析

3.1 驱动形式分类
3.2 差速转向模型分类
3.3 运动学建模
3.3.1 运动学建模条件
3.3.2 运动学模型
3.3.3 运动学方程推导
3.4 AGV运动控制算法的设计
3.4.1 直线行驶
3.4.2 原地转动
3.4.3 转弯运动
3.5 算法仿真
3.6 本章小结

第4章 AGV路径规划与调度

4.1 路径规划方法概述
4.2电子地国建模
4.2.1电子地图路径设计
4.2.2电子地图数据库及数据库的连接方式
4.2.3电子地图数据结构设计
4.3 单台AGV路径规划
4.3.1 遗传算法
4.3.2 Dijkstra算法
4.3.3 A*算法
4.3.4 算法分析
4.4 多AGV路径规划和调度
4.4.1 AGV系统路径规划环境
4.4.2 时间窗模型
4.4.3 时间计算
4.4.4 时间窗计算
4.4.5 多AGV系统路径规划算法
4.4.6 多AGV系统无碰撞路径规划算法过程
4.5 AGV系统冲突解决策略
4.5.1 冲突类型
4.5.2 冲突解决策略
4.6 本章小结

第5章 AGV样机实验和上下位机软件系统

5.1 数据采集及其串口数据获取
5.2 磁导航方式的实现
5.2.1 磁传感器岔道选择
5.2.2 磁导向纠正
5.3 RFID定位
5.4 数据库管理
5.5 上下位机通讯与数据传输
5.5.1 上下位机通讯
5.5.2 上下位机信息传输及处理
5.6 上位机监控显示
5.7 路径规划
5.8 AGV上下位机软件
5.8.1 AGV下位机软件
5.8.2 AGV上位机软件
5.9 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结
6.2 后期工作展望
致谢
攻读硕士期间科研成果

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