农业机器人的导航系统设计与试验研究.docx

农业机器人的导航系统设计与试验研究

目录

农业机器人的导航系统设计与试验研究（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

农业机器人导航系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1农业机器人的定义与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2导航系统的功能与要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.3导航系统的发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

农业机器人导航系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

3.1系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

3.1.1设计目标与性能指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1.2系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.2传感器模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.2.1GPS定位模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.2.2惯性测量单元模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.2.3摄像头与图像处理模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.3数据处理与融合算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.3.1数据预处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.3.2环境感知算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.3.3路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.4控制策略设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.4.1避障控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.4.2车辆控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

农业机器人导航系统试验与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.1试验环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.2试验过程与数据采集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.3试验结果与性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.3.1路径规划性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.3.2避障能力测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.3.3系统稳定性与可靠性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

5.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

5.2存在问题与改进方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

5.3未来发展趋势预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

农业机器人的导航系统设计与试验研究（2）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

1.1研究背景和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．