智能敏捷型倉儲系統(tǒng)自主搬運機器人設計與實現(xiàn).pdf

1、貨物的分揀以及運輸是現(xiàn)代物流及供應鏈管理的核心環(huán)節(jié)。隨著貨物分揀及運輸?shù)姆N類、數(shù)量、訂單越來越多，人工實現(xiàn)的難度及勞動強度越來越大，已經逐漸到了人力所難以完成的地步。Kiva機器人的技術在Amazon智能倉庫的實現(xiàn)及大規(guī)模應用，使“貨到人”方式受到廣泛關注。而自主搬運機器人，則是“貨到人”智能敏捷型倉儲系統(tǒng)中的關鍵設備之一。本文在概述智能敏捷倉儲趨勢以及自主搬運機器人各種不同導航方式優(yōu)勢和劣勢的基礎上，圍繞機構與運動學建模、控制與傳感系

2、統(tǒng)設計、地圖創(chuàng)建與智能定位幾個方面，開展了智能敏捷型倉儲系統(tǒng)自主搬運機器人設計與實現(xiàn)。
　　首先，本文選取了結構簡單、控制方便、通用性強的兩輪驅動、兩輪隨動、差速轉向的四輪結構作為運動平臺;兩個前輪為萬向輪，用于支撐以及輔助轉向的作用。這種結構相對簡單，便于控制，可以保證車體有很好的平穩(wěn)性。本文對該運動平臺進行了運動學建模，并分析了核心的三種運動方式。同時，結合機器人的應用，本文設計了幾種常用的運行軌跡。
　　第二，設計了該

3、機器人的控制與傳感系統(tǒng)。本文控制系統(tǒng)為雙CPU架構，即車載控制模塊和自主導航控制模塊。車載控制模塊，主要實現(xiàn)機器人運動控制、安全控制等基本控制功能，并為聲吶、紅外、編碼器等功能模塊的接駁預留了多種不同的接口;自主導航控制模塊，主要實現(xiàn)機器人的建圖、智能定位、貨架識別、人機交互等控制功能。文中對機器人自主導航的傳感系統(tǒng)進行了設計與分析，特別對建圖和智能定位的重點傳感器——激光掃描儀的數(shù)據(jù)采集方案，做了較深入的介紹與分析。
　　隨后，

4、本文提出基于人工二維碼地標與激光掃描儀進行閉環(huán)融合的SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法，解決了大規(guī)模、未知、半結構化工業(yè)場景中，累積誤差難以消除，閉環(huán)融合難以實現(xiàn)的問題。這種算法，將系統(tǒng)的全局地圖劃分為多個帶有二維碼關鍵幀的子地圖進行重建與定位，提高了地圖創(chuàng)建的精度和效率;由于子地圖中包含的二維碼地標關鍵幀內包含絕對坐標信息，可以對地圖進行重定位和優(yōu)化。這種方式具有計算速度快、收斂