系统设计与仿真验证报告

背景介 项目简 项目任 技术指 研究思 第一部分气垫车定位导航系 2的目 2.1任 2.2目 第二部分车体姿态测量系 2的目 2.1任 2.2目 3方案设 4系统实 测量hc，lc1，lc2，rc的 测量ac、bc的 第三部分窗口对接姿态测量系 2.1任 2.2目 4系统实 测量lw1，lw2，hw，αw的 测量gw，bw的 背景图1转运车在和热室工作示意对相关组件（portplug等）进行操作。/②车体/系统简系统原理2所示。为了保22的目2.1任通过“气垫车定位导航系统设计方案”软硬件系统，保证气垫车2.2目验证定位与导航系统传感器方案的有效性，分析与性能指标相关的主要工况因3方案设需求分3车辆重量：200最高速度：1.0米/转弯半径：0米（差速通信范围：200通信带宽：108M设计原AGV车，气垫车则由铝合金搭成的框架模拟，定位导航传感器安装于AGV的前端位置，用于定位的反光路标分布于运行区域的两侧。系统架4主要组成部件介SICKNAV350传感3M983D4系统实实验策任意位置都能够观测到3个及以上路标；动后反向运动的反向参考轨迹的终点停止，重复8次。5实验结6Labview7Labview891011结果分辆沿着参考轨迹运动的横向偏差基本在±15mm8显示的结果为定位导航传感器定位效果，偏差在±10mm以内。实验中存在运行过程中瞬时定位的横向12实验结论分方案优第二部分车体姿态测量系统系统简相对变化时，需要立即停止工作，以免发生。系统原理132的目2.1任2.2目车水平面扭转角度：精度达到1°；检测车体与地面、车体与气垫车之间姿态变化周期：小 50ms3方案设需求分“车体姿态测量系统设计方案”车体姿态检测传感器安装方式如图14所hca1a2a3a4/lc2a5a6/lc1a7a8/bc

(a2a4)(a1a3 B275mmac

(a1a2)(a3a4 A600mm5、6两个传感器的检测值计算gcarctan((a5a6)BA=600mmB=275mm。与之前方案的传感器放置位置不感传

14±5mm检测精度的距离传感器精度需为±4.4mm（宽为80cm，长为120cm，tn(1)*275≈4.4mm，tn(1)*600≈10mm；需为±4.4mm（27.5cm，tan(1)*275mm≈4.4mm；而传感器频率为20ms，可以满足设计指标要求设计原器分别安装于AGV的相应位置。系统架158个检测传感器直接由sbRio控制板，并在FPGA内直接计算，得出所需测6TCP/IP的网络通讯协议直接输出测量结果，输出结果传输至PC机显示、收集并分析。主要组成部件介1*Laptop4系统实将外框架覆盖在车体之上，通过5、6号传感器的距离值，可以检测左右的距离；7、8号传感器的距离值可以检测前后距离；5、6号传感器的距离值，再根据车1617Labview的测量结果界面，测量参数由红圈标出表1分别记录10次放置后到的数据lclcg123456789测量ac、bc的181910次，记录每次测量数20Labview的测量结果界面，测量参数由红圈标出表2左右倾角和前后倾角测量结果ab1-2-3-4-5-6-7-8-9--从表格数据中可以看出，测量结果误差较小，基本满足要求。bc数值比较小实验结论分（1.4mm，0.0012rad（1mm，0.001rad在周期上，传感器的响应时间为20ms，算法计算周期为20ms，由此系统全周期为40ms。方案优系统简系统原理212的目2.1任2.2目装置相对窗口竖直面的扭转角度：精度达到0.1°；检测窗口对接装置与窗口之间姿态变化周期：小 50ms3方案设需求分22所示。hwb1b2b3b4/

lw2b5b6/lw1b7b8/(b2b4)(b1b3 w其中bw为窗口宽度（33.8cm(b1b2)(b3b4w wAw为窗口的长度（27cm arctan((b5b6 22假设窗口尺寸为（高*宽0.1°，检测精度的距离传感器精而选择的传感器检测精度为±1mm，分辨率为0.1，在本仿真系统中，将窗口对0.1°，检测精度的距离传感器精0.4mmtn(.1)*270mm≈.4mm，tn(0.)*338mm≈0.mm而传感器频率为2.5ms，可以满足设计指标要求设计原（长*宽）0.5m*0.4m，窗口对接装置（长*宽）0.4m*0.3m，窗口对接装置安装在5AGV车的上方、前部，8个传感器分别安装于系统架238个检测传感器直接由sbRio控制板，并在FPGA内直接计算，得出所需测6TCP/IP的网络通讯协议直接输出测量结果，输出结果传输至PC机显示、收集并分析。主要组成部件介1*Laptop4系统实3、4号传感器来确定对接装置的高度；通过5、6号传感器的值来确定对接装置跟窗口的前后之间的距离以及通过7、8号传感器的值来确定对接装置跟窗口左右之间的距离10次，2425表3记录10次到的数lwlw1234567891.3mm,αw最大误差0.0017rad。测量gwb