丘陵山地采摘機器人移動平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計與視覺導(dǎo)航研究.pdf

1、隨著電子計算機和信息自動化技術(shù)的發(fā)展，移動機器人在各個行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。而隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)業(yè)人口逐年減少，農(nóng)業(yè)勞動強度較大，使很多學(xué)者將目光瞄準了能減輕人類勞動的適用于田間的農(nóng)業(yè)移動機器人。同時，我國丘陵山區(qū)面積較大，設(shè)計出一款能適用于丘陵山地作業(yè)的移動平臺具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文正是以設(shè)計研發(fā)一款適用于丘陵山地的移動平臺為目的，根據(jù)柑橘采摘機器人采摘狀態(tài)的具體要求，在Komodo-2履帶式底盤的基礎(chǔ)上進行尺寸參數(shù)的改進，

2、使其能夠在丘陵山地搭載采摘裝置進行坡道作業(yè)，并將該移動平臺作為行走裝置對視覺導(dǎo)航技術(shù)進行了研究，滿足了柑橘采摘時自動導(dǎo)航的技術(shù)要求。本文主要研究內(nèi)容為：
　　(1)根據(jù)采摘機器人采摘作業(yè)特點，分析機械臂關(guān)節(jié)運動所產(chǎn)生的慣性，結(jié)合移動平臺所處的丘陵山地的地形，計算出在機械臂最大運動速度條件下保持移動平臺穩(wěn)定所需的各關(guān)鍵尺寸參數(shù)，對Komodo-2型履帶式底盤進行改型，進而完成了整機尺寸參數(shù)計算與采摘機器人布局。
　　(2)根據(jù)

3、果園道路特點，選取H通道灰度圖作為圖像處理對象，并根據(jù)果園道路圖像特點確定出固定閾值對圖像進行分割，同時橫向與三種分割方法進行對比表明本文采用分割法的優(yōu)越性。在如何生成導(dǎo)航線的部分，提出了一種道路中心線類型的判別方法，在直線道路采用直線擬合，曲線道路采用三次多項式擬合，最后統(tǒng)計道路圖像識別結(jié)果，得出本文方法的路徑識別成功率為90.0％。
　　(3)為了使導(dǎo)航線能反映真實道路信息，根據(jù)攝像機成像原理和坐標轉(zhuǎn)換原理推導(dǎo)出一種單目像機定

4、位模型，通過該模型可在一定條件下定位出目標點位置信息，通過實驗得出該模型的橫向平均定位誤差為8.5mm，縱向平均定位誤差為25.7mm。
　　(4)根據(jù)丘陵山地地形特點，為實現(xiàn)移動平臺點到點的穩(wěn)定準確移動，提出一種圓弧-直線-圓弧路徑規(guī)劃方法，當滿足導(dǎo)航目標點Y軸坐標值大于3倍轉(zhuǎn)彎半徑時(l≥3r），移動平臺可通過該方法規(guī)劃的路徑到達任意目標位置及方向，并通過仿真分析和實驗驗證了該方法理論推導(dǎo)的正確性。
　　(5)采用VB/