摘要
自动导引运输车（Automated Guided Vehicle，AGV）是一种可实现自动化货物搬运等功能的移动机器人，因其具备的自动、高效、安全等特点在工业生产等领域得到广泛应用。由于单 AGV 在某些特殊应用场景下存在一些不足之处，多 AGV 系统作为一种有效的解决方式得到了越来越多的研究和开发。双 AGV 协同搬运是多 AGV 系统的一种应用场景。 本文以双 AGV 协同搬运管状工件为研究背景，完成了双 AGV 协同搬运系统的定位功能、导航功能以及基于 Web 的 AGV 交互系统的设计与开发，实现了双 AGV 协同搬运的任务目标。本文的具体研究内容如下： （1）本文从搬运机器人及协同搬运 AGV 的应用背景与意义出发，详细分析了双AGV协同搬运系统所涉及技术的研究现状。其次在AGV环境地图的建模方面展开研究，基于ROS系统利用激光雷达数据和SLAM技术完成了AGV工作环境地图的建模，为后续AGV定位与导航功能的实现建立基础。 （2）在AGV的定位方面，本文分析了MCL算法以及AMCL算法的特点，针对其定位精度会随AGV行驶路程以及转弯次数的增加而降低的不足，提出了一种融合二维码信息的改进AMCL定位算法。该算法利用AGV车载RGB-D相机识别环境中的二维码位姿，通过坐标转换推算出AGV当前精确的位姿信息，提高了单AGV以及双AGV系统的全局定位精度。 （3）在AGV的导航方面，本文以全局规划和局部规划相结合的方式实现了AGV的导航规划。首先，针对传统 A*算法存在的规划路径代价较大、转折点较多的不足，提出了一种改进了A*算法。该算法可以为AGV从起点到目标点之间构建一条代价较小、光滑且安全的全局路径。其次，针对 AGV 在运动过程中的实时避障问题，采用 DWA算法作为局部路径规划算法，实现了AGV在行驶过程中的动态避障。此外，为使双AGV实现组队，提出了一种基于二维码的双AGV组队方法并验证了其有效性。 （4）通过搭建基于 Web 的 AGV 交互系统，实现了对 AGV 的远程操控。通过布置辅助设备，最大程度上模拟了双AGV协同搬运系统运行时可能遇到的所有工况环境。最后，基于以上研究，在实际环境中对双AGV协同搬运系统进行了实验，验证了本文方法和双AGV协同搬运系统搬运工件的有效性。
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