全方位自動導引車的導航與控制系統研究

韓 松，劉曉平，趙云龍，王 剛

(北京郵電大學， 北京 100876)

引 言

隨著電子商務的蓬勃發展以及人力成本的不斷上升，越來越多的電子商務、物流公司建造了自動化的物流倉儲中心，自動化和無人化的程度越來越高。目前，越來越多的物流倉儲中心在運輸、分揀等環節均使用自動導引車(AGV)來取代人力，減少人力成本，提高工作效率。其中，基于麥克納姆輪[1]的全方位AGV可以實現前后、左右和自轉3個自由度的運動。良好的靈活性使得全方位AGV的控制方式更加多樣，對不同工作環境和復雜任務的適應能力更強，有很廣闊的應用前景。本文以全方位AGV為研究對象，對其導航和控制系統展開了研究。

為了提高AGV運行路徑的靈活性和多樣性，越來越多的工廠摒棄傳統的磁條導引方式，采用無軌的導航方式。同時，國內外學者對不同原理的無軌導航方式進行了深入研究，并取得了良好的應用效果[2-6]。這些方式大致可以分為兩類：基于信標的無軌導航和基于航跡推算的無軌導航。其中，基于信標的導航如激光導航、視覺導航等，局部定位精準，但存在實時性和環境適應性不夠及易受光線、粉塵因素影響等問題；基于航跡推算的導航多使用IMU(慣性測量單元)或基于編碼器的里程計系統定位，無需依賴外部環境，但是會隨時間累積測量誤差，無法長期單獨使用。針對上述問題，本文結合使用兩類定位方法，使用多傳感器融合算法彌補兩者各自缺點，提高定位精度。……