農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)代化的高新技術(shù)帶入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加自動(dòng)化、智能化,在近年來(lái)得到廣泛的研究和應(yīng)用。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要鋪設(shè)大量的傳感器節(jié)點(diǎn),形成大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控,但這種方式很難對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)。本文考慮采用農(nóng)業(yè)機(jī)器人來(lái)對(duì)農(nóng)業(yè)生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行巡檢監(jiān)測(cè),以更高效地了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況。首先,為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在溫室中自主地巡檢監(jiān)測(cè),需要明確機(jī)器人在溫室中的位置。針對(duì)具體的溫室環(huán)境,本文設(shè)計(jì)基于卡爾曼濾波融合的UWB/IMU組合定位方法,并在融合前對(duì)UWB定位信號(hào)進(jìn)行異常值檢測(cè)。若存在異常值則只進(jìn)行IMU更新,否之,進(jìn)行卡爾曼濾波融合。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。其次,由于作業(yè)行道地面不平整,會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)打滑抖動(dòng)從而偏離行道。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文通過(guò)構(gòu)造理想的偏航角速度函數(shù),將復(fù)雜路徑跟隨問(wèn)題簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的角速度跟蹤問(wèn)題。當(dāng)實(shí)際偏航角速度趨向于理想的偏航角速度時(shí),該函數(shù)的橫向偏差與航向偏差收斂為零。為系統(tǒng)設(shè)計(jì)自抗擾控制器跟蹤角速度這個(gè)量,并通過(guò)設(shè)計(jì)線性擴(kuò)張觀測(cè)器來(lái)估計(jì)系統(tǒng)輸入及未知擾動(dòng)。仿真驗(yàn)證表明,本文設(shè)計(jì)的控制器具有較好跟蹤性能與擾動(dòng)抑... 

【文章來(lái)源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

帶有滑動(dòng)傳感器的機(jī)械臂

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距，但近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的大力扶持，農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)取得了快速的發(fā)展。近年來(lái)高校與研究所相繼展開(kāi)了有關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究，并取得了一定的成果。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)白月如[6]設(shè)計(jì)了一種能在溫室中自主導(dǎo)航的施藥機(jī)器人，導(dǎo)航方式通過(guò)kinect攝像頭來(lái)獲取路徑信息，通過(guò)模糊控制方法來(lái)調(diào)整車體轉(zhuǎn)角進(jìn)行路徑糾偏控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示機(jī)器人的導(dǎo)航偏差不超過(guò)5cm，噴藥?kù)F滴均勻。張強(qiáng)[7]設(shè)計(jì)了集旋耕、除草、播種、施肥為一體發(fā)多功能一體的機(jī)器人如圖1.2所示，該機(jī)器人設(shè)計(jì)以STM32F407為主控制器，主控端主要包括行走、顯示、數(shù)據(jù)采集、農(nóng)具控制模塊等設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)器人在旋耕和播種等作業(yè)中都取得了良好的實(shí)用性。圖1.2多功能一體機(jī)1.2.2機(jī)器人定位與控制導(dǎo)航與控制技術(shù)是農(nóng)業(yè)機(jī)器人的核心內(nèi)容，也是當(dāng)下農(nóng)機(jī)研究的熱點(diǎn)，未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。為此，國(guó)內(nèi)外針對(duì)機(jī)器人導(dǎo)航與控制方面的研究不斷推陳出新。目前在機(jī)器人導(dǎo)航方面的技術(shù)主要包括GPS導(dǎo)航、視覺(jué)導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、RFID導(dǎo)航、磁導(dǎo)航、超寬帶導(dǎo)航、激光雷達(dá)等。在機(jī)器人路徑跟蹤控制方面主要采用傳統(tǒng)的PID控制、模糊控制、線性二次型、預(yù)測(cè)控制（MPC）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、滑膜控制（SMC）等方法。DavidBall等[8]提出了一種基于視覺(jué)的障礙物檢測(cè)和導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全球定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、以及用于障礙物檢測(cè)的視覺(jué)系統(tǒng)相組合的方式，通過(guò)障礙物檢測(cè)及視覺(jué)輔助來(lái)生成導(dǎo)航數(shù)據(jù)。在夜間測(cè)驗(yàn)中，機(jī)器人能夠避免障礙物；在白天的測(cè)試中，機(jī)器人可以在不超過(guò)5分鐘的GPS中斷期內(nèi)繼續(xù)運(yùn)行。Hyunhak

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1220KB的SRAM，外設(shè)接口豐富，包括電機(jī)、舵機(jī)，藍(lán)牙以及信號(hào)線等接口。圖2.5農(nóng)業(yè)機(jī)器人主控制板（2）UWB定位模塊UWB定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)二維定位，至少需要3個(gè)UWB基站和1個(gè)UWB標(biāo)簽，可覆蓋80*80m的面積。本課題UWB定位通過(guò)使用DWM1000模塊評(píng)估套件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖2.6所示，DWM1000模塊通過(guò)雙邊測(cè)距（TWR測(cè)距）來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。UWB在視距環(huán)境下定位精度達(dá)厘米級(jí)，抗多徑效應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，使得UWB定位技術(shù)成為室內(nèi)定位的一大研究熱點(diǎn)[21]。圖2.6UWB定位模塊（3）IMU模塊本課題采用的超寬帶技術(shù)（UWB）與慣性導(dǎo)航技術(shù)（IMU）組合定位的方式，

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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