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无人机辅助路线规划下的麦克纳姆轮无人车园区导航系统研究

高春廷

无人机辅助路线规划下的麦克纳姆轮无人车园区导航系统研究

高春廷1
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作者信息

  • 1. 燕山大学
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摘要

为了解决无人车在工业园区环境中的导航问题,本文提出了一种新的导航方式:即通过将无人机模块引入麦克纳姆轮无人车的导航系统中,提出一种基于无人机辅助的路线规划协助无人车导航方法,以提升无人车在园区环境中的导航性能。首先,利用无人机搭载的传感器获取园区内的环境信息,包括障碍物位置、地形特征、道路信息等。然后通过图像处理算法、道路信息识别等将图像整合成一张完整的全局地图,地面的无人车得到先验的环境地图信息之后,通过路径规划算法规划出麦克纳姆轮无人车的导航路径,躲避障碍物和应对环境的变化,以保证导航的安全性和高效性。 本文主要是针对无人物流运输车在园区内导航系统展开以下研究。首先针对缺少GPS信息的园区场景采用无人机辅助协同地面车辆导航的方式,利用无人机的空中优势快速为车辆构建园区的全局先验地图信息;然后针对现有路径规划算法用时长,规划的路径不平滑等不足之处,提出一种改进算法,通过仿真与实验结果表明改进的算法在路径长度与节点搜索时间上比原算法提高 25%;接着针对单一传感器的局限性,该导航系统采用里程计和激光雷达、双目相机等多传感器融合的方法,来提高导航系统的精确性和鲁棒性;最后设计搭建实验平台,通过对无人车的导航效果进行测试。实验结果表明,与传统的无人车导航系统相比,引入无人机辅助路线规划的方法能够显著提高麦克纳姆轮无人车在复杂环境中的导航性能,实现更精准、灵活的路径规划。 该研究成果对于推动园区智能物流系统的发展,提高无人车在工业应用中的适用性和可靠性具有积极的意义。

关键词

麦克纳姆轮无人车/园区导航系统/路线规划/无人机

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授予学位

硕士

学科专业

机械

导师

荣誉/金光骏

学位年度

2024

学位授予单位

燕山大学

语种

中文

中图分类号

U4
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