油茶林地建图及作业路径规划研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hellangel112
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为提高油茶林地农业机器的智能化,降低劳动力消耗,并且保证农机能在复杂、未知的环境中确定自身和目标位置,提供优质地图,在所建立的地图中规划出最佳路径。本文针对油茶种植环境进行建图及路径规划研究,并搭建了一款基于机器人操作系统的激光雷达履带式实验机器人。通过对三种室内建图算法进行了对比分析确定建图方式,再进行全局以及局部规划,最终完成农业机器人自主导航,实现农机智能化。主要工作分以下几个部分:(1)根据油茶林地机器人的目标分析,选出机器人所使用的传感器型号(激光雷达选用RPLIDAR A1),根据行走要求完成实验机器人机的底盘硬件结构、惯性模块的设计。并基于ROS在Linux系统上搭建相关的软件平台,对实验机器人系统的软件模块进行相关设计和配置,配置激光雷达的数据、控制底盘的代码、建图相关代码、全局及最佳规划等相关节点,并进行控制策略控制实验机器人的行走速度。(2)根据市面建图算法的优缺点,确定三种常用的建图算法,并对这三种SLAM建图算法(具体为:cartographer、karto、hector)的实现原理及功能进行阐述,分析各自的优缺点。根据实验场地,设计行走路线,通过远程操作使实验小车依据行走路线进行激光雷达建图实验,记录实验小车行走时地图的形成情况,实验结果发现:行驶至第十二棵油茶树时,地图已基本建立。通过测量建图速度和计算准确度来筛选适合油茶环境的建图算法,其中准确度方面选择了三个指标进行计算,分别是均方根误差(RMSE)、峰值信噪比(PSNR)、结构相似性(MSSIM)。综合对比发现:与其他两种算法相比,基于cartographer算法的地图构建是最适用于油茶种植环境的建图方式。(3)对比分析多种规划算法,最终确定A*算法作为油茶林最优路径的研究方法。首先配置A*算法相关代码,并通过MATLAB进行仿真实验,并针对路径存在的直线障碍物和转弯障碍物分别进行实时避障实验,仿真结果发现:A*算法能够很好的规避障碍物,适合油茶种植环境。然后在实验场地进行自主导航实验,进行全局及局部实地实验。其通过结果可知:所搭建的履带式实验小车能够在上述地图中进行规划,达到自主导航中避障要求,能够准确地达到油茶树周围,实现自主导航。
其他文献
膨胀土,是由多种亲水性矿物成分组成的特殊灾害性黏土。通常表现出明显的胀缩性、多裂隙性和超固结性。为了改善膨胀土的膨胀性、持水性以及强度特性,提出使用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)方法改良膨胀土。与传统的膨胀土改良方法相比,MICP方法具有经济和更环保等优点。对非饱和状态下,MICP方法改良后的膨胀土的土-水特性与强度特性展开研究,是将MICP方法改良膨胀土应用于实际工程的重要前提。论文以广西南宁
学位
我国西部地区高速公路施工过程中产生的大量风化煤矸石边坡,严重污染环境。生态护坡是稳定煤矸石边坡,美化公路环境的主要工程技术措施之一。边坡生态防护效果可以有效体现生态护坡的稳定性和植被恢复情况,因此,评价煤矸石边坡的生态防护效果,已成为公路工程建设中亟待解决的问题。本文基于多指标综合评价理论,结合植被恢复生态学和工程力学基本理论,建立适用于煤矸石边坡生态防护效果评价模型,并结合湖南省龙琅高速公路建设
学位
木质素作为一种储量丰富、可再生的资源,具有高含碳量、热稳定性、生物降解性等良好的性能,为其与功能性材料结合奠定了基础。但由于木质素存在结构复杂、分子量分布广泛等缺点,使大部分木质素被直接排放或燃烧,利用率低且污染环境。在功能材料方面,木质素基温度响应材料具有潜在的应用前景。传统的最低临界溶解温度(LCST)型聚合物聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)存在LCST不可调控的缺点,而N-乙烯基己内
学位
随着社会经济的快速发展,农业机械化对我国农业经济作出了十分重要的贡献。农业机械化在我国的深度推进,对我国的农业经营形态、城乡关系格局产生了重大影响。目前,我国农业机械化程度较高的地区是东北平原、长江中下流平原等地区,而高原丘陵地区机械化程度水平则相对较低,同时还存在区域差异化、地区发展失衡的现状。随着农村劳动力的转移,务农人口的绝对减少和质量相对下降,增加了农业生产对机械的需要,农业劳动力价格与机
学位
长沙窑陶瓷雕塑是唐朝中后期湖湘文化的缩影,也是湖湘陶瓷和雕塑艺术的优秀代表,具有深厚的文化内涵和独特的研究价值。近年,在国家对优秀传统文化的传承和发展日益重视的背景下,长沙窑陶瓷雕塑在考古界和学术界的影响力随之提升。这种非遗陶瓷文化不断融入人们日常生活。当今,人们对于居住环境的需求正由功能型向更高生活品质和情感需求的文化型转变,“轻装修,重装饰”的室内设计理念已成为当下主流,家居陈设产品作为装饰家
学位
膨胀土,是一种富含蒙脱石、伊利石和高岭石等亲水性矿物的灾害性粘土。在膨胀土分布区域内建设公路及铁道工程时,常常需要将挖掘出的膨胀土改良后作为填筑路堤的填料。传统的膨胀土改良方法,通常包括物理改良和化学改良。这些传统的改良方法,主要是通过在膨胀土中掺入纤维、砂石、石灰、水泥、粉煤灰和水玻璃等材料,达到抑制土体的亲水性和涨缩性之目的。但是,这些传统的改良方法,不但劳动强度大、施工周期长、工程费用高,而
学位
“田园综合体”是乡村振兴的亮点工程,农旅融合是推动乡村振兴的有效途径。本文以界溪河为研究对象,采用资料收集法、实地调研法、案例借鉴法、比较分析法等方法,分析当地各类资源特色,把握界溪河田园综合体发展优势,并运用到实际规划体系中。旨在打造集科技、文化、农业、旅游于一体的田园综合体,形成澧县乡村振兴发展新模式。研究结果如下:(1)田园综合体是以农业产业为重点,休闲体验为核心,注入当地文化特色,实现一二
学位
陕西秦腔是中国戏剧文化中最具代表性的地方戏剧之一,凝练并承载着中华民族的发展历史及其美学特色,在中华民族发展历史中具有极高的美学价值。随着时代的发展,虽然陕西秦腔已经从历史的长河中存留了下来,但是在东西方文明相互碰撞、现代化发展的过程中,陕西秦腔原有的文艺性功能已经被严重弱化,听众人群老龄化,并面临着生存的危机,陕西秦腔形象的传播也陷入困境。本文以陕西秦腔作为主要研究对象,立足于现代人的实际生活并
学位
高档数控机床与机器人技术的发展使小型化、高效率、高功率的齿轮减速器成为现今社会关注与发展的重点。超减速比准双曲面齿轮副(SRH)是一种能够实现单级大传动比传动的齿轮组合形式,相比于传统的多级齿轮传动减速装置,超减速比准双曲面齿轮不仅能够实现较高的传动效率而且占用空间更小,能够代替多级齿轮传动。随着市场对于此类特殊单级大速比齿轮减速装置的需求不断提高,为超减速比准双曲面齿轮的发展提供了更多的机会。超
学位
常德桃花源是东晋诗人陶渊明笔下奇文《桃花源诗并序》中所述避秦绝境真迹原型地,由于政府政策的支持,依托桃花源景区的资源优势,着力推动旅游和扶贫的互动融合,带动周边乡村旅游发展,推动镇域经济的发展。乡村振兴,文化先行,怎样有效的继承和宣传常德桃花源文化是一个有价值的研究课题。本课题探究了常德桃花源特色文化在屏风设计中的创新应用与表现,将重点景观元素转译为屏风文创,寻求桃花源文化传承与发展的新方向,在深
学位