摘要
粮食是社会民生的重要保障，粮食储藏是确保粮食安全的重要一环。为了确保储粮安全，需要定期对粮仓粮面进行巡检查看，监测粮情防止粮食霉变和生虫。目前常投药熏蒸粮食，也会采用低氧和高二氧化碳的环境储藏粮食，粮仓粮面属于松散路面,工作人员行走在上面容易下陷，这些因素都会影响到工作人员的人身安全。随着科技发展，使用巡检机器人代替人工完成粮情巡检任务，提高巡检效率，保障工作人员安全，成为当前储粮行业所需。因此针对粮仓粮面巡检的特殊需求，本文研究实现一种粮情巡检机器人，用以代替人工完成粮情巡检工作，主要工作内容如下: （1）分析粮情巡检机器人的具体需求，给出巡检机器人系统设计的整体方案，选用激光SLAM进行粮仓粮面建图，对两种激光SLAM算法Gmapping和Cartographer进行分析比较和实验，综合考虑环境因素和建图精度，采用Gmapping算法作为粮仓粮面建图的算法。融合里程计信息和IMU信息，减少单一里程计下环境建图产生的累计误差，提高Gmapping算法环境建图精度。 （2）设计了融合改进蚁群算法和动态窗口法的路径规划算法。改进蚁群算法的启发函数和信息素更新方法，提高收敛速度，避免陷入局部最优，最后使用三次B样条平滑曲线，减少不必要的转折点。选取改进蚁群算法的全局路径规划中的关键节点作为局部目标点，使用动态窗口法沿局部目标点移动，通过实验证明融合算法的有效性。 （3）选择移动机器人实验平台进行实验，调试激光雷达参数，融合里程计信息和IMU信息，使用Gmapping算法建立粮仓粮面地图，根据粮面的特殊情况，用虚拟墙绘制禁行区域防止机器人自主导航时深入粮面中心，使用路径规划算法完成机器人自主导航实验。
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