基于模糊控制的單舵輪激光導(dǎo)引AGV避障系統(tǒng)研究的開(kāi)題報(bào)告

基于模糊控制的單舵輪激光導(dǎo)引AGV避障系統(tǒng)研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景及意義近年來(lái)，自動(dòng)化設(shè)備及物流自動(dòng)化發(fā)展迅速，自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē)（AGV）越來(lái)越受到工業(yè)制造業(yè)的關(guān)注和重視。AGV是一種具有自主行駛能力的無(wú)人運(yùn)輸車(chē)輛，其利用各種傳感器完成對(duì)周?chē)h(huán)境的感知，并通過(guò)內(nèi)部程序和算法來(lái)實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航、避障和定位等功能。在制造業(yè)生產(chǎn)和物流領(lǐng)域，AGV的應(yīng)用可以大大提升工作效率和自動(dòng)化水平。針對(duì)AGV在實(shí)際應(yīng)用中避障能力的要求，本文將研究一種基于模糊控制的單舵輪激光導(dǎo)引AGV避障系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要基于激光雷達(dá)對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行掃描和建模，在系統(tǒng)控制算法中應(yīng)用模糊邏輯理論，通過(guò)輸出控制量實(shí)現(xiàn)對(duì)AGV的導(dǎo)引和避障。二、研究?jī)?nèi)容及方法本文主要研究?jī)?nèi)容分為兩個(gè)方面：基于激光雷達(dá)的環(huán)境感知和基于模糊控制的AGV避障控制。1.基于激光雷達(dá)的環(huán)境感知在A(yíng)GV運(yùn)行過(guò)程中，要對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行感知并建立環(huán)境模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛位置、障礙物距離和方向的精確定位和判斷。本文將采用激光雷達(dá)掃描周?chē)h(huán)境，并從掃描數(shù)據(jù)中得到環(huán)境特征信息，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境建模。2.基于模糊控制的AGV避障控制基于激光雷達(dá)對(duì)周?chē)h(huán)境建立的模型，本研究將采用模糊邏輯理論來(lái)實(shí)現(xiàn)AGV的避障控制。該理論不需要明確的數(shù)學(xué)模型和精確的控制規(guī)律，可以適應(yīng)非線(xiàn)性和模糊性強(qiáng)的AGV運(yùn)動(dòng)控制。結(jié)合實(shí)際需求，本研究將采用單舵輪AGV結(jié)構(gòu)，通過(guò)模糊控制算法輸出AGV的導(dǎo)引和避障的控制量，以保證AGV在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)碰撞障礙物。三、研究計(jì)劃及進(jìn)展1.研究計(jì)劃初步計(jì)劃為6個(gè)月，研究階段分為三個(gè)部分。第一部分：基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)和理解，包括激光雷達(dá)原理、環(huán)境感知及建模，模糊控制理論等。第二部分：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和模擬開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)基于激光雷達(dá)的環(huán)境感知系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于模糊控制的AGV避障控制系統(tǒng)，并進(jìn)行仿真測(cè)試。第三部分：系統(tǒng)測(cè)試和性能評(píng)估，針對(duì)實(shí)際場(chǎng)景，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和性能評(píng)估，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。2.進(jìn)展情況目前已完成本文的開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)，基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)和理解正在進(jìn)行中，環(huán)境感知系統(tǒng)和避障控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真測(cè)試將在下一步開(kāi)始。在計(jì)劃進(jìn)度允許的情況下，將考慮將所研發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景中進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化和完善。四、創(chuàng)新點(diǎn)及預(yù)期成果1.創(chuàng)新點(diǎn)本文主要研究如何利用激光雷達(dá)感知周?chē)h(huán)境，并采用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引和避障控制，其創(chuàng)新點(diǎn)如下：（1）基于單舵輪AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的避障控制系統(tǒng)，既能保證AGV的運(yùn)動(dòng)自由度，又能保證AGV的導(dǎo)引和避障能力；（2）采用基于激光雷達(dá)的環(huán)境感知，并基于模糊控制的控制算法，避免了傳統(tǒng)控制方法的受限性和復(fù)雜性，能夠更好地適應(yīng)AGV避障控制的實(shí)際需求。2.預(yù)期成果本文預(yù)期成果包括：（1）整體避障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真開(kāi)發(fā)；（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的避障性能測(cè)試及