溫室自主移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)研究.pdf

1、可以在無(wú)人干預(yù)的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行走的移動(dòng)機(jī)器人有著廣闊的發(fā)展前景。本文以研究適合在溫室內(nèi)自主運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)機(jī)器人為背景，搭建了自主移動(dòng)機(jī)器人的本體，研究了自主移動(dòng)機(jī)器人的定位、路徑規(guī)劃和激光導(dǎo)航技術(shù)。
　　本文首先指出了自動(dòng)化溫室的特點(diǎn)，為滿(mǎn)足現(xiàn)代溫室發(fā)展需要，提出使用機(jī)器人技術(shù)來(lái)提高溫室的自動(dòng)化程度從而提高溫室生產(chǎn)效率，并對(duì)實(shí)現(xiàn)“無(wú)人溫室”進(jìn)行了展望。然后，根據(jù)溫室的結(jié)構(gòu)和道路特點(diǎn)，基于之前自主搭建的輪式移動(dòng)機(jī)器人及參考其它輪式移動(dòng)

2、機(jī)器人的基礎(chǔ)上，重新搭建了一臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人walle，使其結(jié)構(gòu)適合在溫室道路上自主行走。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在溫室內(nèi)從起始點(diǎn)到目標(biāo)位置的自主行走，進(jìn)行了定位、路徑規(guī)劃和激光導(dǎo)航方面的研究。定位是為了在機(jī)器人將要到達(dá)道路的分叉口并分辨出分叉口時(shí)，開(kāi)始給機(jī)器人定位，使其行走的距離與此時(shí)計(jì)算的機(jī)器人與分叉口的距離相等，從而使機(jī)器人移動(dòng)到分叉路口，為拐彎做好準(zhǔn)備；路徑規(guī)劃是為了讓機(jī)器人在起始點(diǎn)和終點(diǎn)之間確定一條合適的行走路線(xiàn)，為機(jī)器人的行走做好準(zhǔn)備；激

3、光導(dǎo)航是通過(guò)激光雷達(dá)來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人沿著道路行走，不讓其誤入作物區(qū)。
　　在移動(dòng)機(jī)器人的定位方面，本文提出了一種新型的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輪式移動(dòng)機(jī)器人定位方法。在前期的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程中，該方法以左右電機(jī)收到的脈沖數(shù)為輸入，以實(shí)測(cè)機(jī)器人幾何中心位移為輸出，訓(xùn)練函數(shù)采用Bayesian規(guī)則，然后通過(guò)訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)，由輸入直接就可得到輸出。在與最小二乘定位方法的實(shí)驗(yàn)對(duì)比中，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定位估計(jì)方法具有更高的定位精度和更小的均方誤差；在

4、路徑規(guī)劃方面，介紹了多種路徑規(guī)劃算法，其中詳細(xì)介紹了A*算法，考慮到實(shí)際應(yīng)用中的情況，對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)和編程仿真；在激光導(dǎo)航方面，由于溫室內(nèi)的道路和環(huán)境都是結(jié)構(gòu)化的，根據(jù)溫室內(nèi)的環(huán)境特點(diǎn)，本文提出了一種新的激光導(dǎo)航算法——基于單線(xiàn)激光雷達(dá)的溫室道路中心線(xiàn)跟蹤算法：首先通過(guò)單線(xiàn)激光雷達(dá)辨別出道路的中心位置，然后通過(guò)控制左右驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整機(jī)器人的前進(jìn)方向，從而實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，避免了機(jī)器人誤入作物區(qū)，該算法通過(guò)在walle移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)上得到