果園經(jīng)濟作物的種植面積較大,傳統(tǒng)的采用人工對果園噴霧施藥的方式存在著效率低、勞動強度高、易中毒等問題,為了提高果園噴霧作業(yè)效率,減少勞動力成本,減少藥液對勞動人員的危害,噴霧機向無人化作業(yè)方向發(fā)展。為了保證噴霧機無人化作業(yè)的安全性,必須要有可靠的障礙物檢測與避障功能,本課題為實現(xiàn)無人噴霧機在果園中的自主施藥作業(yè),對果園中存在的行人這一類障礙物的檢測和避障路徑規(guī)劃進行研究以保證無人噴霧機在噴霧作業(yè)任務(wù)中不會造成人身安全事故。主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計了無人噴霧機的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)兩部分。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)采用雙目視覺傳感器獲取工作場景的圖像信息,由嵌入式AI計算機對數(shù)據(jù)進行處理得到障礙物的空間位置信息并完成避障路徑規(guī)劃任務(wù)。運動控制系統(tǒng)通過主控處理器接收上位機的控制信息并實時獲取底層硬件傳感器的信息形成控制指令發(fā)送給底層的驅(qū)動器控制噴霧機的行駛。(2)提出了改進的基于深度學(xué)習(xí)的SSD(Single Shot multibox Detector,單次多重檢測器)目標檢測算法并結(jié)合雙目視覺系統(tǒng)完成對行人障礙物的空間位置檢測。采用輕量化網(wǎng)絡(luò)Mobile...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 行人檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 避障路徑規(guī)劃技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 無人噴霧機感知與控制系統(tǒng)
    2.1 無人噴霧機整機結(jié)構(gòu)
    2.2 ZED雙目視覺系統(tǒng)
    2.3 嵌入式AI計算機
    2.4 感知與控制系統(tǒng)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于改進SSD的行人檢測算法研究
    3.1 SSD目標檢測模型
        3.1.1 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)
        3.1.2 輔助網(wǎng)絡(luò)
        3.1.3 損失函數(shù)
    3.2 反向殘差結(jié)構(gòu)及其改進
        3.2.1 反向殘差結(jié)構(gòu)
        3.2.2 MobileNet V2 網(wǎng)絡(luò)模型
        3.2.3 改進的反向殘差結(jié)構(gòu)
    3.3 改進的SSD目標檢測模型
    3.4 雙目視覺系統(tǒng)重建空間位置
        3.4.1 相機坐標系系統(tǒng)
        3.4.2 相機映射原理
        3.4.3 三維重建基本原理
        3.4.4 ZED相機標定參數(shù)
    3.5 試驗驗證與結(jié)果分析
        3.5.1 試驗數(shù)據(jù)集
        3.5.2 模型訓(xùn)練
        3.5.3 模型表現(xiàn)性能分析
        3.5.4 雙目視覺系統(tǒng)試驗
    3.6 本章小結(jié)
第4章 無人噴霧機避障路徑規(guī)劃研究
    4.1 無人噴霧機的全局路徑規(guī)劃
        4.1.1 建立果園環(huán)境模型
        4.1.2 無人噴霧機全局路徑規(guī)劃
    4.2 無人噴霧機局部避障路徑規(guī)劃
        4.2.1 局部避障路徑規(guī)劃流程
        4.2.2 人工勢場法基本原理
        4.2.3 人工勢場法存在的缺陷
        4.2.4 改進的人工勢場法
        4.2.5 局部避障路徑優(yōu)化
    4.3 仿真實驗與結(jié)果分析
        4.3.1 改進的人工勢場法仿真試驗
        4.3.2 路徑優(yōu)化仿真試驗
        4.3.3 試驗結(jié)果分析
    4.4 室外實驗驗證與結(jié)果分析
        4.4.1 實驗方案
        4.4.2單個障礙物實驗
        4.4.3多個障礙物實驗
        4.4.4 實驗結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文工作總結(jié)
    5.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他科研成果



本文編號：3755302