农业机器人移动平台数据采集系统及伺服控制系统的研制

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农业机器人移动平台是为深入研究农业机器人的某种功能而设计的开发平台。随着精准农业概念的兴起，农业机器人在农业生产中扮演的角色越来越重要。但是开发一整套具有某种功能的农业机器人系统是一项十分复杂的工作。比较现实的做法是开发一款用于实验和二次开发的移动机器人平台，改变研究人员从底层开始研究费时费力的现状。农业机器人移动平台的设计开发包含多个系统的研制，其中关键而又必不可少的是数据采集系统和伺服控制系统。数据采集系统的任务是采集环境信息，相当于机器人的感觉器官。激光测距仪、数字罗盘和Kinect构建了机器人的数据采集系统。激光测距仪将空间扫描成二维的平面，确定障碍物的位置。数字罗盘能提供机器人自身的位置信息。Kinect能将空间扫描成一幅景深图像，可用于障碍物及目标对象的识别。伺服控制系统主要负责机器人的运动控制，驱动机器人完成相应的动作。伺服系统由运动控制卡、转接板、驱动器、电机和减速器组成。通过工控机发送相应的指令给运动控制卡。控制卡将这些指令传送给驱动器，驱动器把指令转换成相应的脉冲控制电机转动。
　　建立起上述两个重要的系统之后，机器人就可以完成避障导航的任务了。势场法是一种常用的机器人避障导航算法。机器人在运动空间中受到两种力的作用，障碍物产生斥力，目标点产生引力，机器人在这两种力的合力作用下运动。结合激光测距仪的工作特点，对势场法做了改进，通过仿真验证了算法的有效性。

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作者
张英旭;
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作者单位

河北工业大学;

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授予单位河北工业大学;
学科通信与信息系统
授予学位硕士
导师姓名赵全明;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类农业电气化与自动化;专用机器人;
关键词
农业机器人; 数据采集; 伺服控制; 仿真验证;

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