基于GPS-INS的自主移動機(jī)器人定位和路徑規(guī)劃的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、為應(yīng)對因鄉(xiāng)下人口向都市遷移，人口年齡長者偏多等因素造成的農(nóng)田耕作人力減少問題。探究以農(nóng)業(yè)自主移動機(jī)器人代替人力，用以解決農(nóng)作物種植、培養(yǎng)、收割等各環(huán)節(jié)亟需人力等問題，同時增產(chǎn)創(chuàng)收增加產(chǎn)值。加強(qiáng)我國農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化水準(zhǔn)，縮小同國外的農(nóng)業(yè)科技現(xiàn)代化程度的差距。本文提出了一種基于GPS/INS的農(nóng)業(yè)自主移動機(jī)器人，主要研究其定位和路徑規(guī)劃兩大方面。使旅行家Ⅳ號機(jī)器人依照預(yù)設(shè)的路徑進(jìn)行行走，躲避不利因素達(dá)成任務(wù)目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自主移動機(jī)器人平臺的自

2、主移動，為各項復(fù)雜的農(nóng)業(yè)耕作提供必要前提。
　　本文以北京博創(chuàng)公司生產(chǎn)的旅行家Ⅳ號機(jī)器人為硬件研究平臺，運(yùn)用多傳感器信息融合技術(shù)，以VC++6.0為開發(fā)平臺，C++為開發(fā)語言來進(jìn)行編程通過上位機(jī)來控制下位機(jī)實(shí)現(xiàn)定位及導(dǎo)航等功能。本設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)定位和基本的路徑規(guī)劃，在界面上可以顯示預(yù)置地圖上各點(diǎn)的經(jīng)緯度信息。傳感器選擇超聲波測距陣列傳感器，姿態(tài)UP-AHRS模塊以及GPS接收機(jī)等，經(jīng)測試各模塊穩(wěn)定性良好。本篇文章著重的關(guān)鍵方面如下:

3、
　　分析了基于GPS/INS的農(nóng)業(yè)自主移動機(jī)器人的硬件組成及結(jié)構(gòu)，掌握各部分結(jié)構(gòu)資料信息，選擇了要使用的傳感器，對系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行理論探討研究。研究了農(nóng)業(yè)自主移動機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的基本原理方面內(nèi)容。
　　對基于GPS/INS的農(nóng)業(yè)自主移動機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計，理清設(shè)計思路，確定整體設(shè)計原則。完成對整體設(shè)計方案的確定，確定工作實(shí)施步驟。完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計和總體設(shè)計，并對系統(tǒng)應(yīng)用的各個模塊進(jìn)行設(shè)計封裝。
　　

4、介紹了基于GPS/INS的農(nóng)業(yè)自主移動機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計，包括系統(tǒng)硬件平臺的總體概述以及本系統(tǒng)中所重點(diǎn)選用的模塊介紹。確定了軟件開發(fā)環(huán)境及平臺，關(guān)于旅行家Ⅳ號機(jī)器人導(dǎo)航的工作流程及操作流程進(jìn)行了展示。
　　選用編程語言C++語言，在上位機(jī)VC++6.0開發(fā)平臺上開發(fā)實(shí)現(xiàn)以旅行家Ⅳ號機(jī)器人為主體的定位及路徑規(guī)劃功能。通過串口通信，以模塊化的思想，將各獨(dú)立功能封裝在相應(yīng)的文件夾內(nèi)，最終通過融合將各模塊的功能實(shí)現(xiàn)在本系統(tǒng)中。