随着物流行业规模的持续增大,而能够使用的场地却十分有限,仓储内部就显得臃肿不堪,因而就需要一种运动灵活性更高、自由度更多的自动导引小车(Automated Guided Vehicle,AGV)。Mecanum轮是一种特殊的轮体结构,通过多个Mecanum轮组合可以实现移动平台在平面内全方位移动。用Mecanum轮替代普通轮设计的全方位移动AGV在平面内有三个自由度,运动无死角、能够原地旋转等特点使其能够自由穿梭于狭小的空间内。因此研究基于Mecanum轮的全方位移动AGV将十分符合当前需求,且具有广大的市场前景。本文研究的主要内容包括以下几个方面:首先,阐述了论文研究的目的及意义,并分析了AGV的研究现状以及基于Mecanum轮全方位移动平台的研发现状与应用现状,确定本论文研究的主要内容。其次,通过分析全方位移动AGV的全向运动的机理,建立了基于Mecanum轮的四轮全方位移动AGV的运动学、动力学模型,指出了AGV的运动方向与车轮受力的关系,并给出了全方位移动AGV的十种控制方式;参考直流伺服电机的数学模型,建立了全方位移动AGV机电一体化运动控制模型,为下一章的AGV运动控制研究打下了基础。再次,依据经典PID的控制原理,设计了基于PID控制算法速度控制器与位姿控制器,并利用MATLAB/Simulink仿真验证了速度控制器和位姿控制器的有效性与可行性;依据bang-bang最优控制原理,分析了基于bang-bang控制的两位姿点最优路径规划,并给出了姿态不变情况下全方位移动AGV的最优路径。最后,依据全方位移动AGV的功能设计,选用了合适的驱动器、传感器等器件,并开发设计了AGV的嵌入式主控系统,完成了实验样机平台的搭建;然后基于实验样机展开速度、姿态、位置跟踪实验,实验表明本文设计的全方位移动AGV的满足样机设计指标,并且具有较好的路径跟踪能力与鲁棒性。