论文部分内容阅读
为应对因乡下人口向都市迁移,人口年龄长者偏多等因素造成的农田耕作人力减少问题。探究以农业自主移动机器人代替人力,用以解决农作物种植、培养、收割等各环节亟需人力等问题,同时增产创收增加产值。加强我国农业机械智能化水准,缩小同国外的农业科技现代化程度的差距。本文提出了一种基于GPS/INS的农业自主移动机器人,主要研究其定位和路径规划两大方面。使旅行家IV号机器人依照预设的路径进行行走,躲避不利因素达成任务目标。实现农业自主移动机器人平台的自主移动,为各项复杂的农业耕作提供必要前提。本文以北京博创公司生产的旅行家IV号机器人为硬件研究平台,运用多传感器信息融合技术,以VC++6.0为开发平台,C++为开发语言来进行编程通过上位机来控制下位机实现定位及导航等功能。本设计可以实现定位和基本的路径规划,在界面上可以显示预置地图上各点的经纬度信息。传感器选择超声波测距阵列传感器,姿态UP-AHRS模块以及GPS接收机等,经测试各模块稳定性良好。本篇文章着重的关键方面如下:分析了基于GPS/INS的农业自主移动机器人的硬件组成及结构,掌握各部分结构资料信息,选择了要使用的传感器,对系统的相关技术实现进行理论探讨研究。研究了农业自主移动机器人行走机构的基本原理方面内容。对基于GPS/INS的农业自主移动机器人导航系统进行整体设计,理清设计思路,确定整体设计原则。完成对整体设计方案的确定,确定工作实施步骤。完成系统的数据库设计和总体设计,并对系统应用的各个模块进行设计封装。介绍了基于GPS/INS的农业自主移动机器人导航系统的设计,包括系统硬件平台的总体概述以及本系统中所重点选用的模块介绍。确定了软件开发环境及平台,关于旅行家IV号机器人导航的工作流程及操作流程进行了展示。选用编程语言C++语言,在上位机VC++6.0开发平台上开发实现以旅行家IV号机器人为主体的定位及路径规划功能。通过串口通信,以模块化的思想,将各独立功能封装在相应的文件夹内,最终通过融合将各模块的功能实现在本系统中。最后对基于GPS/INS的农业自主移动机器人导航系统各模块的稳定性等参数进行了校验。以东北农业大学体育场为实验场地,模拟农田环境进行了数次的实验,同时在模拟实验场地上进行多次实验,并现场记录实验数据。综合分析实验结果,基本实现农业自主移动机器人平台的自主移动。本设计软硬件结合符合设计要求,并且拥有良好的可扩展性,可以满足农业作业环境中农业机器人平台自主移动的基本要求。