如何實現(xiàn)作業(yè)平臺的自主行走是溫室內(nèi)通用移動平臺設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)問題,論文以實現(xiàn)溫室環(huán)境中作業(yè)平臺的自主移動為研究目標,主要開展移動作業(yè)測試平臺搭建、作業(yè)環(huán)境地圖構(gòu)建,機器人定位以及作業(yè)路徑規(guī)劃的理論研究、仿真分析與實驗室測試工作。對移動平臺的工作環(huán)境——溫室大棚的實際情況進行深入分析,搭建溫室內(nèi)通用移動作業(yè)測試平臺�？紤]到轉(zhuǎn)彎角度的準確性以及承重能力,移動平臺采用三輪結(jié)構(gòu),前面兩個主動輪差速控制轉(zhuǎn)彎,后面的萬向輪作為從動輪;采用激光雷達、超聲波傳感器等實現(xiàn)環(huán)境信息獲取�？紤]到系統(tǒng)擴展,移動平臺的軟件開發(fā)環(huán)境選擇ROS操作系統(tǒng)作為上位機軟件平臺,實現(xiàn)地圖創(chuàng)建、路徑規(guī)劃等,下位機采用32位STM芯片處理器實現(xiàn)平臺的運動控制。在移動平臺地圖構(gòu)建方面,采用激光雷達傳感器獲取環(huán)境信息,提出了基于Rao-Blackwallised粒子濾波器建立柵格環(huán)境地圖的方法,在實際環(huán)境中運用該算法建立了環(huán)境地圖,驗證了該算法的有效性。實驗表明:基于Rao-Blackwellized粒子濾波的地圖創(chuàng)建算法可得到精確度和一致性較高的地圖。在移動平臺導(dǎo)航定位方面,分析研究全局路徑規(guī)劃A*算法和局部路徑規(guī)劃DWA算法... 

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 農(nóng)業(yè)機器人移動平臺國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 導(dǎo)航技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 農(nóng)業(yè)機器人移動平臺的發(fā)展趨勢
    1.3 論文研究內(nèi)容
第二章 實驗平臺系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 自主移動平臺
    2.2 平臺硬件系統(tǒng)
        2.2.1 平臺機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.2 激光雷達的選型
        2.2.3 運動控制板的選型
        2.2.4 伺服系統(tǒng)
    2.3 平臺軟件系統(tǒng)
        2.3.1 軟件框架
        2.3.2 上位機軟件介紹(ROS)
第三章 基于Rao-Blackwellized粒子濾波創(chuàng)建地圖
    3.1 引言
    3.2 地圖描述方法
    3.3 基于柵格法的地圖構(gòu)建
        3.3.1 柵格法的基本設(shè)定
        3.3.2 基于激光數(shù)據(jù)建立柵格地圖
        3.3.3 Rao-Blackwallised粒子濾波算法
    3.4 建圖實驗
第四章 基于環(huán)境地圖的導(dǎo)航與定位
    4.1 路徑規(guī)劃
        4.1.1 全局路徑規(guī)劃
        4.1.2 局部路徑規(guī)劃
    4.2 路徑規(guī)劃仿真
        4.2.1 單目標點規(guī)劃仿真
        4.2.2 沿正方形軌跡移動仿真
        4.2.3 自主避障仿真
    4.3 AMCL定位系統(tǒng)
        4.3.1 AMCL算法
        4.3.2 定位仿真
第五章 試驗與結(jié)果分析
    5.1 直道導(dǎo)航實驗
    5.2 彎道導(dǎo)航實驗
    5.3 避障導(dǎo)航實驗
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的論文和著作


【參考文獻】：
期刊論文
[1]溫室自主沿邊導(dǎo)航的移動平臺設(shè)計與試驗[J]. 居錦,李萍萍,劉繼展,李男,彭海軍.  農(nóng)機化研究. 2018(09)
[2]磁導(dǎo)式溫室協(xié)同作業(yè)移動平臺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 管澤峰,王新忠.  農(nóng)機化研究. 2018(09)
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博士論文
[1]設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的研究[D]. 溫祥珍.山西農(nóng)業(yè)大學 2002

碩士論文
[1]基于光電開關(guān)圓弧陣列的溫室自主沿邊移動平臺研發(fā)[D]. 居錦.江蘇大學 2017
[2]未知環(huán)境中輪式移動機器人SLAM技術(shù)研究[D]. 郎擎陽.石家莊鐵道大學 2017
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[4]基于粒子濾波的智能移動機器人定位研究[D]. 王瑞.西南科技大學 2016
[5]小型農(nóng)業(yè)機器人試驗平臺設(shè)計與試驗[D]. 張一星.西北農(nóng)林科技大學 2014
[6]基于傳感器融合的移動機器人定位及地圖構(gòu)建技術(shù)的研究[D]. 廖方波.北京交通大學 2014
[7]基于改進粒子濾波的SLAM算法研究[D]. 周旭.南京理工大學 2014
[8]基于Kinect與單目視覺SLAM的實時三維重建算法的實現(xiàn)[D]. 夏文玲.湖南大學 2013
[9]基于激光測距儀的室內(nèi)機器人SLAM研究[D]. 彭晟遠.武漢科技大學 2012
[10]基于超聲波定位的機器人路徑規(guī)劃[D]. 孫瑩瑩.中國海洋大學 2011



本文編號：3731539