基于超声波传感器的扫地机器人避障技术研究

本文基于超声波传感器对扫地机器人避障技术的运用进行研究,运用多组超声波传感器进行周围环境数据的收集,以确定障碍物的位置并改善测量的精度,达到准确避障。对超声波传感器内部电路进行设计,以提高扫地机器人避障技术的智能性和稳定性,对多组的传感器进行避障策略设计。     

农业机器人避障算法的研究

为了保证农业自主移动机器人能够在非结构的农田环境下灵活自主的行走,一个关键的技术就是能够准确地判断农田中障碍物的方位以及机器人与障碍物之间的相对位置,从而选择正确的路径。为此,提出了一种距离传感器结合图像边缘检测技术的避障算法,通过超声波测距传感器与PSD(位置敏感传感器)红外测距传感器对农田中的障碍物进行检测,利用CCD摄像头采集机器人所处农田环境中的图像信息并在Linux系统中利用OpenCV函数库进行图像处理,得到图像的边缘信息,从而判断出可行的路径。     

多源传感器信息融合的农用小车路径跟踪导航系统

为解决四轮独立驱动农用小车在设施农业和畜牧业的物料运输和信息采集中的导航及控制问题,构建了农用小车导航控制系统,优化配置多个传感器,提出了基于CCD图像传感器、加速度计、电子罗盘及超声波等多传感器信息融合的导航控制方法。通过CCD获取标识路径信息,通过加速度计、电子罗盘获取小车姿态信息,通过超声波传感器判断障碍物,并给出路径特征提取、识别、多源信息融合自主导航控制和超声避障等算法,实现了小车的路径跟踪的导航控制,实验结果表明构建的导航控制系统及导航控制方法正确、有效。     

基于分层传感器信息融合的智能车辆导

针对智能车辆导航中传感器信息的不确定性,结合BP神经网络和模糊神经网络分别对传感器信息进行了数据层与决策层的两层融合.采用BP神经网络对多超声波传感器信息进行数据层融合,以减少超声波测距传感器信息的不确定性,提高对障碍物距离探测的准确率;采用模糊神经网络融合障碍物距离信息和车体与标志线间偏差信息,实现智能车辆的导航决策控制,使之更适合系统的跟踪避障要求.该方法使智能车辆在跟踪与避障中具有较好的灵活性和鲁棒性.仿真和实车试验验证了方法的有效性.     

农业机器人中超声波测距的不确定性研究

障碍物与机器人之间距离的获取是研究农业机器人自动避障的前提,而超声波传感器作为一种常用的测距装置被广泛应用于农业机器人中.为此,在研究超声波传感器的测量特性的基础上,分析了测距信息的不确定性因素,并针对这些不确定信息提出了基于概率和D-S证据理论的两种方法.这两种方法通过对获取的信息进行分析和融合,能正确地描述障碍物所处的位置,从而实现了机器人准确探测周围环境的任务.仿真实验表明,两种方法正确、可行.最后,通过对不确定信息的解释和复杂度分析等方面对该两种方法进行了比较和分析.     

一种多传感器融合的园艺移动平台导航系统

提出了一套基于多传感器融合的自主导航系统,利用摄像头采集环境图像,通过北斗/GPS模块获取小车的姿态信息,采用超声波和红外传感器判断障碍物;通过设计基于特征提取与识别、多源信息融合的自主导航控制和避障算法,实现了园艺作业机器人平台的自主导航控制。该系统的研究为各类设施园艺机器人的研究和功能提升提供了参考,具有一定的借鉴价值。     

基于视觉与激光雷达融合的棚内农业机器人定位和检测研究分析

【目的】探究视觉与激光雷达融合在棚内农业机器人中的应用,解决复杂环境下机器人自主导航的关键问题,提高机器人的感知能力和环境适应性。【方法】首先,采用高精度的视觉传感器捕捉棚内农业场景,通过图像处理技术提取关键特征,建立视觉地图以支持机器人的定位。同时,引入激光雷达传感器获取场景的三维点云数据,从而实现对环境深度和形状的准确感知。视觉与激光雷达信息的融合构建了综合感知系统,为机器人提供了更全面、可靠的定位信息。其次,针对棚内农业作业中常见的障碍物,设计了基于深度学习的障碍物检测算法。通过训练神经网络,机器人能够在实时环境中快速而准确地识别障碍物,并进行相应的避障决策。【结果】本研究提出的基于视觉与激光雷达融合的农业机器人定位和障碍物检测系统在不同棚内环境中表现出卓越的性能。【结论】机器人能够实现高精度的定位,并对障碍物做出及时准确的响应,为棚内农业的自动化精准作业奠定了坚实的技术基础。     

履带式运动平台控制系统的设计

本文针对传统的履带机器人运动平台,设计了一套履带机器人运动控制系统。以Freescale公司的MC9S12DG128为核心控制器件,通过超声波和红外传感器实现避障,通过两个步进电机控制机器人运动轨迹,在遇到障碍物的时候,能够自主选择最佳行走路线,实现避障功能。     

数字农业试验平台硬件设计

设计了数字农业试验平台车的硬件体系结构及其各个部分的组成结构.平台硬件体系由车载工控机子系统、运动控制子系统、视觉处理子系统和无线通信子系统等4个子系统(模块)组成.车载工控机系统采用研华一体化工作站-AWS-8248VTP,运动控制子系统由TI公司的TMS320LF2407A快速DSP运动控制芯片、步进电机和电机驱动器组成,视觉处理子系统由摄像头组成,无线通信子系统采用海信数码Hi-Link UW210g无线网络适配器,为数字农业技术的研究提供了较为理想的试验平台.     

联合收割机障碍物识别系统的设计

在联合收割机作业过程中,田间的树桩、石块等障碍物可能引发机器故障,这不仅影响了作业效率,而且可能会造成人员伤亡.为了适应今后联合收割机智能化的发展要求,以AT89C51单片机和超声波传感器为基础,提出了系统的设计思想,主要介绍了联合收割机的障碍物识别系统的硬件电路设计和软件设计.在联合收割机上采用此系统,可以使其达到所要求的避障目的.     

基于TD-LTE的多机协同导航通信系统研究

为实现多个农机在农田环境中自主导航协同作业,设计了基于TD-LTE的多机协同导航通信系统。该系统由导航定位传感器、无线通信模块、车载控制终端和远程通信软件组成,其中：传感器包含GNSS接收机、惯性测量单元（IMU）和角度传感器,用于获取每台农机的地理位置、自身姿态和车辆转向角信息。无线通信模块采用4G DTU作为系统通信设备,与车载终端串口相连,实现RS232串口转TD-LTE网络功能。4G DTU经配置软件配置好串口参数等信息后,连接目的服务器IP地址和端口号,将车载传感器采集的数据按设计好的通信协议经TD-LTE网络传输到远程服务器的通信软件中。车载控制终端采用工控机（IPC）,实现农机自动导航控制与人机交互。远程通信软件应用Socket网络编程开发了数据接收显示与数据发送的功能模块。系统对每台农机的状态信息实时上传的同时也可以接收远程服务器端对多台农机的协同控制命令,对于软件界面中显示的在线农机,可以根据优先级有选择的进行通信。以4台雷沃欧豹拖拉机为试验平台,每台农机状态信息的发送频率为5Hz,进行了系统稳定性试验测试,丢包率均为0.1%,且均无延迟,系统具有较高的可靠性与实时性。     

基于无线数据采集技术的整车控制系统的设计

针对中国大学生方程式汽车大赛规则,引入μC/OS-III实时操作系统,使用无线数传模块并开发了上位机监控软件,设计并实现了一种纯电动车的基于无线数据采集技术的整车控制系统。该系统由整车控制器、仪表控制器和无线数据采集系统组成。整车控制器负责采集加速踏板和制动踏板传感器信号,将从查表得到所需扭矩和刹车等信号发送给MCU,使MCU驱动电机;仪表控制器从CAN总线中获得BMS和MCU的数据并显示,采集传感器信号,并将得到的数据无线发送给上位机监测软件。自主开发出无线数据采集系统的监测软件,可以监控整车运行状态并诊断车辆的故障状况。     

农业机器的模糊逻辑控制导航

介绍了一台试验车控制系统的构造,设计了一个以实现收获机械自动引导行走为目标的模糊逻辑控制器。试验表明,这一控制器具有抗来来自断续、不匀称引导基准的噪声干扰的能力,可以精确地引导试验车自动沿树篱作直线或弧线运动。     

轻小型无人机多光谱遥感技术应用进展

随着光谱传感技术和图像处理与分析软件的日益成熟,无人机多光谱软硬件一体化程度和观测精度及易用性得到极大的发展。无人机多光谱遥感已在农业、林业、资源、生态、环境保护等领域应用日益广泛。本文概述了无人机飞行平台、多光谱传感器等硬件技术的发展,和无人机遥感影像的几何校正、辐射校正图像处理技术及数据处理流程,并对无人机多光谱遥感在植被长势监测、存在问题、精细分类与地物识别、病虫害监测、生物量和产量估算等方面的应用潜力和发展方向进行了系统分析和总结,以期为开展相关领域研究提供参考。建议各行业部门的专业人员与遥感、计算机科学等领域的专家密切合作,制订无人机多光谱遥感技术的相关标准和规范,共同推进并普及无人机多光谱遥感技术。     

果园喷雾靶标探测技术现状分析

果园靶标探测技术是果园精准施药技术的关键。为此,分析了红外探测技术、超声波探测技术、激光探测技术及图像技术等在靶标探测中的应用。同时,介绍了基于红外光电技术实现最基本的靶标有无探测和靶标距离测量的靶标探测系统;介绍了利用超声波传感器和激光雷达扫描仪对靶标进行距离扫描,通过获得的靶标距离点云数据构建了靶标的数字三维模型方法;介绍了利用图像处理技术获取靶标叶面积指数和三维模型的探测系统。靶标探测技术虽有一定的发展,但还处于试验研究阶段,其将朝着实用化、产品化和低成本化方向发展,为对靶精准施药提供更有力的变量控制依据。     

汽车行驶记录仪在交通事故再现分析中的应用

汽车行驶记录仪是全程记录车辆运行参数和驾驶员操作活动等有关信息的电子记录装置,利用它记录的数据信息,通过管理软件在电脑上能够再现事故发生时的车辆状态信息,为准确判定事故责任提供有力的证据。本文介绍了它在事故预防、事故再现分析和鉴定方面发挥的重要作用。     

汽车排放测试主控计算机系统开发

为满足轻型汽车法规检测和研究开发的需要设计了排放测试主控计算机系统。基于虚拟仪器体系结构设计了系统硬件,采用统一建模语言设计了系统软件,实现了轻型车气袋采样、连续稀释采样和直接采样的数据采集、流程控制和数据处理。实际应用情况表明,该系统适合轻型汽油车和柴油车排放测试,其测试功能全面,控制可靠,数据准确。     

基于DSP与超声波测距的农业机器人定位与避障控制

随着新兴电子集成技术和自动化技术的发展,控制系统已逐渐向数字化转变,高集成芯片广泛应用于自动化控制领域,体积小、运算能力强的嵌入式系统慢慢开始取代计算机。为此,首先分析了超声波测距功能及其优越性,采用三球定位技术,设计研究了一种基于DSP和超声波的全局定位系统;然后,采用多路超声波收发模块设计了基于超声波的自主避障控制系统,并提出一种新的模糊推理方法,实现机器人的避障和路径规划功能;最后,采用Visual C++可视化程序设计软件对避障系统进行仿真和场地试验,验证了系统的可靠性和可行性,为机器人的研究和发展提供了更加宽广的空间。     

基于三维人体模型的汽车室内数字化设计

人体三维模型的建立是在计算机平台上实现人机工程学设计的基础。介绍了一种在CATIA中建立符合中国人体测量数据的三维人体模型方法,并以该三维人体模型为基础,研究了人机工程学在汽车室内数字化设计中关于视野设计、可操作性及在室内空间设计中的应用。