摘要
AGV是指配备光学或电磁导引检测装置，能够沿指定路线行驶的智能车辆，是轮式移动机器人的一个分支。实际生产中，工厂或仓库中的物品通常具有不同重量和尺寸，有些甚至超过单个AGV的运输能力。为每种物品类型都定制不同尺寸的AGV,会增加生产的成本和降低使用的灵活性。因此，使用多辆相对较小的AGV协同运输是一种更优的解决方案。 以线跟随型AGV为研究对象，结合其特点，解决了多AGV协同运输大型物体的问题。多AGV在协同运输时需要保持一定的队形，因此将其转化为多移动机器人的编队问题。主要研究了以下内容。 首先，进行了多移动机器人编队相关技术的调查和总结，包括机器人参考坐标系的建立和位姿的表示，基于轮式里程计和惯性导航单元的航位推算定位方法以及编队的体系结构、参考点和常用控制方法。 其次，对两轮差速驱动AGV的公共特性进行了研究，抽象出AGV平台的系统模型。包括由主控系统、运动系统、无线通信系统、感知系统和电源管理系统等五个子系统组成的硬件系统模型以及分层架构的软件系统模型。在AGV系统模型的基础上，设计线跟随型AGV平台并基于嵌入式OSRT-Thread开发软件系统。 然后，建立了AGV运动学模型，提出了一种基于行为的混合编队方法，设计了路径跟随和队形保持两种行为。路径跟随行为中，寻线算法保证AGV不偏离路径。队形保持行为中，领航跟随法用来保持队形。同时，进一步研究了队形保持行为，抽象出两种基本的队形。队形一描述了两个行驶在同一条路径上的AGV;队形二为两个AGV并排行驶在相互平行的路径上。针对队形一，提出一种新的l-p的控制方法并基于PID控制器设计控制律。对于队形二，则使用l-ψ控制并基于Lyapunov稳定性理论设计控制律。 最后，对文中提出的多机器人混合编队方法进行实验验证。使用MATLAB软件进行仿真实验，使用设计的AGV平台进行实物实验。实验结果证明所提方法能够解决多AGV的编队控制问题。
NETL