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仓储智能车的设计及路径规划的研究

作　者: 李伟
导　师: 葛立峰
学　校: 安徽大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 智能车 路线规划 栅格法 A~*算法 无线传感器网络 超声波模块 射频模块
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着物联网技术的发展,大型仓库的使用正在逐年的增加。大型仓库中的日常巡视是一件繁杂的事情,因此本课题的任务是设计一个简单有效的用于仓储的智能车去进行仓库的日常巡视。综合考虑仓储智能车设计的基本要求和各种路径规划的特点,本文设计了一种基于PIC单片机和步进电机的仓储智能车,并利用栅格法来建立工作环境的全局地图,使用A*算法来搜索仓储智能车行进的路线,并使用无线传感器网路对智能车的位置信息进行确定,完成整个巡视工作。所做的主要研究工作包括：(1)通过对超声波、射频信号和无线传感器网络的特性,以及路线规划的各种方法进行了深入的调查研究,综合考虑系统的稳定性、造价成本、简便性和效率等等各种因素,设计了一种简便有效的工作于无线传感器网络中的仓储智能车的行走方法。(2)设计一种简便的、有效的行驶路线的搜索方法,让仓储智能车能快捷的规划出一条从起点到终点的满足要求的行驶路线。本文使用栅格法创建工作环境的全局地图,在全局地图创建完成之后,使用A*算法对仓储智能车行走的路线进行搜索。(3)对A*算法进行了一定的改进,改进后的A*算法在进行路线搜索时可以有效地减小仓储智能车与货物误撞概率,能使智能车的路线更加的合理,使仓储智能车的路线搜索更加简便。(4)本文设计制作一辆基于PIC单片机的三轮仓储智能车,智能车中使用步进电机控制两个驱动轮,使用芯片L297和L298组成步进电机的驱动电路,通过软件的设计使智能车系统能够实现躲避障碍物,精确定位等等功能。通过对步进电机细分进行调研,对所选用的步进电机进行细分设计测试。(5)设计一种基于超声波和射频模块的无线传感器网络,此网络利用超声波进行测距,利用射频同步发送数据信息,并综合多个锚节点发送的数据信息,利用三边测量法进行定位计算,确定仓储智能车的位置。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-13
第一章 绪论  13-17
  1.1 引言  13
  1.2 课题的背景及其意义  13
  1.3 国内外智能车的发展状况  13-16
  1.4 本文的研究目的及其内容  16-17
第二章 智能车设计  17-24
  2.1 智能车设计综述  17-18
  2.2 路径规划综述  18-19
  2.3 无线传感器网络的设计  19-22
    2.3.1 无线传感器网络的结构特点  19-21
    2.3.2 超声波模块简介  21-22
    2.3.3 射频模块简介  22
  2.4 本章小结  22-24
第三章 仓储智能车的设计  24-51
  3.1 设计思路  24
  3.2 仓储智能车的主体结构设计  24-25
    3.2.1 机械结构的设计的要求  24
    3.2.2 仓储智能车的机械结构设计  24-25
  3.3 仓储智能车的控制模块设计  25-34
    3.3.1 智能车控制核心设计  25-27
    3.3.2 控制驱动模块  27-33
    3.3.3 传感器及电源模块  33-34
  3.4 仓储智能车软件设计  34-37
    3.4.1 PWM的设置及细分控制  34-36
    3.4.2 智能车行走定位  36-37
  3.5 超声波模块的设计  37-43
    3.5.1 超声波的简介  37
    3.5.2 超声波测距原理  37-38
    3.5.3 超声波模块设计  38-42
    3.5.4 温度传感模块  42-43
  3.6 射频模块设计  43-47
    3.6.1 射频模块硬件设计  44-45
    3.6.2 射频模块软件设计  45-47
  3.7 无线传感器网络的定位方法  47-50
    3.7.1 定位方法的选择  47-49
    3.7.2 定位系统的整体结构  49-50
  3.8 本章小结  50-51
第四章 仓储智能车路径规划的研究  51-64
  4.1 地图中障碍物的表示  51-53
  4.2 仓库地图的建立  53-58
    4.2.1 栅格法  53-55
    4.2.2 栅格法的表示方法  55-56
    4.2.3 仓库全局地图建立的步骤  56-58
  4.3 仓储智能车路径的搜索  58-63
    4.3.1 A~*算法简介  58-59
    4.3.2 A~*算法的计算流程  59-61
    4.3.3 改进后的A~*算法的计算流程  61-63
  4.4 本章小结  63-64
第五章 仓储智能车仿真实验  64-70
  5.1 仓储智能车电路仿真  64-68
  5.2 A~*算法规划路线与改进的A~*算法规划路线对比  68-69
  5.3 本章小结  69-70
第六章 工作总结及展望  70-72
  6.1 工作总结  70-71
  6.2 工作展望  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
发表论文  76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人 > 智能机器人
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