基于机器视觉的AGV结构设计与导航算法研究

• 作 者: 凌云志
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 机器视觉 AGV 结构设计 导航算法

本文在研究AGV相关技术的基础上,结合要求的性能指标,对机器视觉导航的AGV进行结构设计。同时,本文提出了一种AGV以一定距离沿着道路标示线行驶的机器视觉导航方式,并对其相关导航算法进行研究,探索机器视觉导航技术在AGV领域的新应用,为AGV技术的发展提供一定的推动作用。AGV结构设计方面,本文设计了一款后轮差速驱动的四轮结构AGV,其中主要包括了驱动模块设计、牵引模块设计、车体框架设计、各面板设计以及各零部件选型。驱动模块采用电机交错安装的布局方式设计,有效实现AGV差速运动。牵引模块采用了以电动推杆作为驱动机构的创新方式设计,使牵引模块结构得到有效简化。车体框架结构根据各功能器件布局要求,利用等边角钢焊接而成。各面板根据车体轮廓和AGV功能进行设计。同时根据AGV各性能指标对主要元器件进行选型。AGV导航算法研究方面,主要包括导航偏差参数提取算法、导航标识符识别算法和模糊控制算法的研究与设计。导航偏差参数提取算法中,先将灰度图像进行二值化处理后,利用形态学处理提取标示线边缘,然后利用逆透视变换使边缘线映射为世界坐标系中的直线,最后利用霍夫变换获取边缘线的直线方程并提取导航偏差参数。导航标识符识别算法中,将导航标识符二值图像依次进行倾斜校正、定位和分割处理,然后利用特征提取方法将标识符图像归一化为LED数字结构图像,最后利用模板匹配算法识别导航标识符。模糊控制算法中,根据AGV的运动和控制规律分析,结合模糊控制算法理论基础,设计AGV模糊控制算法,并利用MATLAB进行仿真分析。最后,在AGV结构与导航算法的研究基础上,本文搭建基于机器视觉的AGV实验平台,分别对AGV沿着标示线行驶以及动态识别导航标识符开展实验,验证该导航方式的可行性及其导航算法的正确性。