基于AGV移动平台的导航定位系统研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着工业化、信息化的推进，我国对制造业的需求越来越大，促进了国内制造业飞速发展。受西方国家在制造业、工业上的国家发展战略的影响，我国提出了“中国制造2025'计划',以信息化与工业化深度融合为主线,积极推进智能制造，智能制造的发展要求实现自动化、智能化仓储物流。而机器人的大规模使用，推动了工业自动化和智能制造的发展。

移动机器人是机器人学的重要分支之一，主要功能是协助甚至直接取代人工作业。自动导引小车(Automated Guided Vehicle，AGV)是一种轮式移动机器人，能够在作业时无需人工参与实现自主导航，完成运输功能，在仓储业和制造业中使用甚广。国家对智能制造的重视程度以及近些年来，电商业和物流业的高速发展带来的对仓储物流自动化日渐旺盛的需求，可以预见在近期的未来AGV的智能化发展是大势所趋。

2. 课题关键问题和重难点

本课题针对小车导航定位的实际问题，主要开发设计一套基于agv平台的导航定位系统。课题的关键问题是如何使通过传感器获取现场环境的相关信息，如何利用控制器对传感器接收到的信息进行处理并最终如何通过agv进行导航定位方向，以期待实现设计目标。

课题的主要难点：

1.根据设计指标要求完成对单片机的选型及i/o配置；

3. 国内外研究现状（文献综述）

五十年代，第一台自动导引车是由barrett电子公司在美国开发成功。但在六十年代和七十年代agv技术主要在欧洲得到发展。八十年代，发展中心又转移到美国目前在国内agv的应用逐渐开始推广。从应用的行业分析，分布面非常广阔，有汽车工业、飞机制造业.家用电器行业、烟草行业机械加工、仓库、邮电部门等。这说明agv在我国有一个潜在的广阔市场。随着社会科技的发展和市场需求水平的提高，agv技术也有其自身的主要发展方向。

国外研究大概情况：从20世纪50年代在仓储业开始使用agv，目前其应用已深入到机械加工、家电生产、微电子制造、卷烟等多个行业，生产加工领域成为agv应用最广泛的领域。在国内，agv的应用也逐渐开始并发展起来。在制造业的生产线中，agv能高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。并且可由多台agv组成柔性的物流搬运系统，搬运路线可以随着生产工艺流程的调整而及时调整，使一条生产线上能够制造出十几种产品，大大提高了生产的柔性和企业的竞争力。1974年瑞典的volvo kalma轿车装配厂为了提高运输系统的灵活性，采用基于agvs为载运工具的自动轿车装配线，该装配线由多台可装载轿车车体的agvs组成，采用该装配线后，装配时间减少了2096，装配故障减少39%，投资回收时间减少57%，劳动力减少了5%。目前，agv在世界的主要汽车厂，如通用、丰田、克莱斯勒、大众等汽车厂的制造和装配线上得到运用。

国内研究大概情况：我国agv的研制起步较晚，并且受到国内市场需求的影响而发展缓慢。许多搬运任务仍然由人工借助简单的机械装置来完成，只有在一些自动化程度较高和作业环境对人体有害的场合使用agv，并且多数是进口的，如金山石化厂涤纶车间和秦山核电站核废料仓库等。适应于工业发展的需要，国内许多厂家正在进行着生产过程的自动化改造，对于在自动化生产过程中起着纽带作用的 agv的需求越来越多，因此及时开发和研制自己的agv是十分必要的。我国最早开始研制agv的单位是北京起重运输机械研究所，在1978年展出了我国第一台三轮式agv，随后又研制了第二和第三代样机，并于1984年为保定电影胶片厂设计安装了第一条agv系统，是采用电磁感应诱导单循环线的agv。为了迅速发展自动化和柔性制造技术，国家机电部在七五计划中把fms物流系统的技术与产品开发列为国家重点科技攻关项目之一，大连组合机床研究所承担了此项目，分别于1987和1989年年底研究开发出有轨自动运输车系统和具有通讯功能的agv。中科院沈阳自动化所利用现有的技术储备，也已开发出几种实用化的运输型和装配型自动导向车。他们生产的装配型agv已用于沈阳金杯汽车公司、沈阳轿车厂-海狮l牌客车的总装线上，形成了完整的自动装配导向车系统。该系统由9台agv构成，用于发动机、后桥、油箱相对车体的装配。其agv采用四轮结构，双驱动轮分别驱动，可实现agv的前进、后退、转弯以及调整左右偏摆的运动。agv行驶路径是由铺设在地下的电磁引导线的引导信号控制的，车体下面的电磁传感器感应出车体偏离路线的差值，对车体的左右引导进行校正.此外，国内一些单位正在进行着agv系统领域内一些关键技术的研究工作。如合肥工业大学研究的ccd导向技术,重庆大学进行的柔性制造系统工件自动搬运小车动态实时调度模型及算法的研究等。但这些大多处于技术研制阶段，与agv系统的系统集成和实际应用还有很大的距离，在现有的技术条件下，还不能实现-复杂交通环境下的多车实时监控调度。

本次研究的目标就是完成一个能够通过系统控制，自主的进行定位、导航规划路线、能够行驶至目的地的agv移动小车。

4. 研究方案

本系统通过avg平台对小车进行控制以实现导航定位功能，小车需要传感器感知周围环境，从而建立一个当下环境的地图，通过小车车身上的传感器感知环境进行避障，并通过agv进行路径规划，以达到小车导航定位的功能。

该系统应实现如下功能：

1. 小车可以自主定位。

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料

第 2 周 阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；