基于超声测距的柑橘收获机器人应急避障系统

针对柑橘采摘机器人视觉系统的特点及现实中可能遇到的问题,使用高精度的多路超声测距系统为采摘机器人提供应急避障。首先,校正了超声测距传感器的精度,并设计多路超声系统,针对不同类型的障碍物进行了试验。试验证明,超声测距系统可有效避免机器人与障碍物的碰撞。     

农业机器人的超声波测距系统设计

设计了一种用于农业机器人的超声波测距系统;分析了系统的硬件组成和工作原理;提出了采用声速温度补偿及针对湿度、气压和硬件电路的精度等其他影响因素的误差修正因子补偿来提高测距精度的方法.实验证明:该系统能够实现对农作物的精确测距和定位, 在一定程度上辅助农业机器人的视觉系统,使其提高精度.     

基于测距值修正的温室植保机器人定位方法

针对温室植保机器人作业过程中，UWB节点之间频繁出现的非视距通信现象导致UWB系统定位精度低和稳定性差的问题，提出了一种基于UWB测距值修正的融合定位方法。首先，设计了基于测距残差的UWB节点间通信类型识别方法；其次，分析了视距和非视距通信下UWB测距误差产生原因并建立了两种通信条件下的测距值修正模型；最后，基于扩展卡尔曼滤波器设计了UWB测距修正值和IMU数据融合方法，实现了温室机器人作业过程中的可靠定位。在温室环境下的实际验证结果表明：非视距通信条件下，经过UWB测距修正的融合定位方法的定位误差为11.95 cm,相较于未进行UWB测距值修正的融合定位方法，定位误差降低83.11%,可为温室植保机器人提供稳定的高精度定位信息。     

基于LPC2132的避障测距系统的设计与研究

随着数字农业以及农业机械化的迅猛发展,机器人在农业领域的应用越来越广泛,对机器人避障测距控制技术的要求也越来越高.为此,研究设计了一种基于LPC2132和GP2D12测距传感器的测距控制系统,给出了测距系统的原理和结构,设计了测距和控制程序,并进行了自主测试与相关试验.试验结果表明,控制过程简便易行、准确性高、成本低,可推广应用到智能机器人制作和多种自主创新模型实践中.     

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。     

基于无线测距的农业机器人导航定位方法

针对农业机器人应用中的自主导航问题,提出了一种基于无线测距的导航定位方法。首先,分析了机器人的机械模型和位姿描述;然后,阐述了超宽带测距的原理,并分析了基于超宽带测距的定位模型;最后,设计了基于卡尔曼滤波器的多信标传感器信息融合算法。该方法稳定性高,操作简便,解决了农业机器人在恶劣和未知作业环境中的导航定位问题。     

基于Arduino的超声波避障机器人设计

随着人工智能成为未来科技研发的重要对象,智能机器人研发前景光明。本文介绍了以Arduino为核心主控板,采用超声波传感器测距实现自主避障功能的机器人设计方案。创新了避障系统的软硬件设计,设计了超声波传感器和直流电机组合作为避障模块。在使用最少的传感器并且保证避障效果的条件下,最大限度地实现了避障功能。实验结果表明,避障算法对环境具有很好的兼容性,机器人能够很好地实现避障功能。     

篮球战术在采摘机器人避障模糊控制系统中的应用

为了实现采摘自动化,加快采摘机器人的普及,在成本低廉的测距传感器模糊控制避障系统的基础上,设计了新型摘机器人避障系统。基于篮球战术规则设计了模糊规则库,提高了避障精度。系统包括避障系统、目标导引系统、权重分析系统和动作融合系统,最终输出机器人的速度V和转角Δθ。通过控制左右两驱动电机,实现机器人的速度V和转角Δθ。本系统具有成本低及工作可靠性高的特点,通过系统仿真发现,与传统的传感器模糊控制避障系统相比,该系统显著提高避障性能。     

割草机器人避障行为的研究--基于传感器测距及模糊控制技术

针对以往割草机器人避障行为控制过程中存在的问题,并依据割草机器人的智能化工作要求及障碍物的特点,提出了基于测距传感器系统及模糊控制技术的割草机器人避障行为控制方法.试验结果表明,该方法可行且具有灵活性和鲁棒性.     

联合收割机后视障碍智能测试仪设计

分析了超声波测距系统的基本设计原理,较详细地介绍了超声波测距系统的软硬件设计。设计采用国内生产厂家的通用元件,成本低,性能可靠,有利于推广。     

牛舍清洁机器人设计及模型建立

开发一种能够用于牛舍自主充电与自主加水的轮式清洁机器人。阐述了牛舍清洁机器人的发展以及研究意义,对牛舍清洁机器人的总体结构进行设计,对超声波测距工作原理进行了详细介绍,并且构建环境模型,从而能够全天候的对牛舍进行清洁工作,时刻保证牛舍的清洁与卫生。     

基于单片机的超声测距系统设计

介绍一种基于单片机的脉冲反射式超声测距系统,提出了系统的总体构成,针对测距系统发射、接收、检测、显示部分的总体设计方案进行了论证,分析了系统各部分的硬件及软件实现。最后文中分析了误差产生的原因,并对系统完善提出了一些建议。     

一种仓库搬运机器人分类入库系统的设计

本文介绍了一种小型轮胎运输机器人,用于代替人类运输。该系统采用8051单片机使用STC12C5A60S2芯片。通过ARDUNO 1自由度张开和关闭手臂来实现货物的取放功能,利用红外测距传感器检测物品的位置距离来确定货物的位置。TCS3200型彩色传感器通过检测商品的颜色的红黄蓝来确定商品的颜色,人为的规定不同颜色的货区路径,实现本系统的入库功能。根据该设计系统侧重在此机器人把货品抓取货品放入仓库的思路与设计,侧重运用传感器来做出搬运小车的的自动运行和分类进入仓库的系统。     

基于计算机网络算法的智能采摘机器人设计

为了提高采摘机器人的路径规划能力,基于计算机网络算法设计了智能采摘系统。首先,采摘机器人采集农田图像时,基于PSPNet网络算法,设计改进型计算机网络算法,实现农田环境因素识别;其次,识别获得道路特征图,并进行图像处理,得到道路边缘,拾取道路两边缘中线离散点,进行引导线拟合;最后,采用双目视觉系统实现障碍物定位,进而建立路径规划函数,当路径规划函数取最小值时,道路规划最优。对引导线精度进行测试,结果表明：误差分布范围为-1.2%～5.3%。对障碍物测距进行测试,结果表明：机器人和行人之间的相对偏差分布区间为[-2.2%, 2.8%],和车辆之间的相对误差分布区间为[-2.9%, 3.4%]。     

香蕉园机器人导航的激光与超声波组合测距方法研究

在长有小灌木等干扰物和机耕道崎岖不平的复杂香蕉园环境中,机器人定位导航方法有时效果不佳、甚至失效,准确测量机器人与香蕉树的最短距离是实现定位与导航的前提和关键,为此提出一种基于拟合滤波的激光和超声波香蕉树测距方法。首先,在各采样时刻由激光和超声波传感器分别测得机器人到香蕉树的距离数据,并相互校验,生成待测香蕉树的一组距离数据;选择二次多项式以最小二乘法对该组距离数据进行拟合,基于拟合的二次多项式和设定阈值对该组距离数据进行滤波,去除其中偏差较大的距离;最后,对滤波后的距离数据中3个最小值求平均值,以此作为机器人到待测香蕉树的最短距离。实验表明,该测距方法在理想环境下对香蕉树的最大测距误差率为1.0%,在有小灌木等干扰物或者道路崎岖不平的环境以及室外自然场景下最大测距误差率为2.0%,相应的最大测距误差为1.0 cm,且测距稳定性良好。     

基于STC89C52单片机的超声波测距系统设计

近年来,随着科技的不断发展,出现了很多新技术,在测距方面,有红外测距、超声波测距、激光测距等技术。笔者以单片机作为处理器,以超声波接收模块作为距离传感器,设计了一个基于超声波的测距系统,可以实时显示所测的距离,并进行语音播报。该系统结构简单,体积较小,便于使用。文章从引言、硬件设计、软件设计等方面详细地介绍了该测距系统,说明了超声波测距的广阔前景。     

果树快速定位采摘机器人设计——基于红外和激光扫描技术

为提高采摘机器人的自主导航能力和采摘效率,实现机器人的快速果树识别和定位,结合红外测距传感器与计算机图像处理技术,利用激光扫描传感器体积小、功耗低、速度快、抗干扰等特点,提出了一种非接触式测量果树深度信息的方法;并结合计算机图像处理对果树进行了标定,实现果树的快速识别与定位,为采摘机器人运动轨迹规划提供了自主导航的参数。为了验证该方法的可靠性,在采摘机器人试验样机上安装了红外线测距和激光扫描快速定位装置,并通过左右两侧果树的导航路径拟合,得到了机器人的行走路径,通过对比红外线测距和激光扫描的结果发现,其拟合路径基本吻合,从而验证了该方法测量数据的可靠性。根据不同的树高对应的枝叶密度,利用计算机图像处理对果树进行了标定,最后利用激光扫描方法对标定后的果树进行了快速定位,并将结果和全站仪的结果进行了对比,结果表明:激光扫描和全站仪之间的最大误差仅为20mm。这说明,激光测量的精度较高,可以满足设计的需求。     

高架栽培草莓采摘机器人系统设计

为了提高草莓采收自动化水平,针对高架栽培草莓设计了自动采摘机器人系统,其采用无线遥控和语音提示相结合的人机交互方式,可以对机器人本体两侧果实同时进行采摘。该系统采用机器视觉和声纳测距相结合的方式实现了自主导航,通过双目视觉相机对果实进行识别和空间定位,由关节型机械臂操纵末端执行器进行定位。系统末端执行器采用果实吸附、果柄夹持和电热切割的方式对果实进行柔性操作。针对系统控制方案,制定了采摘机器人系统作业流程,并对机械臂末端运动路径节点和时间节拍进行规划,防止与周围环境发生运动干涉,保证机器人作业效率。试验结果表明,草莓采摘机器人系统末端定位平均误差小于2.2mm,单次采摘作业平均耗时10.99s。     

排球战术在除草机器人路径规划系统中的应用

为了应对城市绿地急速增长和园林绿化劳动效率低下的矛盾,实现除草工作自动化,基于测距传感器设计了一种新型除草机器人。以犁地方式规划空旷区域路线,依据排球战术近战规则,设计神经网络系统,实现机器人避障路径规划,调节权重系数w■和w■,实现输出值向期望值的逼近;依据排球长传组织进攻战术,制定机器人死区改出神经网络系统。仿真实验表明:系统具有良好的稳定性与准确的路径规划能力,成本低廉,可以满足大规模普及需求。     

基于FPGA的激光测距硬件设计研究

【目的】当前的激光测距系统由于硬件电路的限制以及采样的个数和速率大小的影响,导致测距的相关性能不理想。因此,需要对测距系统的硬件电路以及测距算法进行改进。【方法】对比其他的测距方法后,笔者对脉冲式激光测距技术的原理进行了深入研究,在多脉冲式激光测距和小波变换的奇异值滤波基础上进行了包括FPGA配置电路设计、激光发射接收单元电路设计、FPGA与ADC接口设计等的硬件电路设计。并使用上位机等组成测试系统,测试了基于FPGA的激光测距的准确性和精度。【结果】经过十次测距,结果显示的最大和最小误差分别为17 cm和3 cm,误差均在±20 cm以内,符合预期。经过小波变换的奇异值检测算法求出其平均值,测距结果为2 854.38 m,和实际值相差3 cm。【结论】该测距系统具有较高的精度、较低的误差,实现了测距仪的自动化测量和远距离测量,满足了测距技术在不同领域的要求,具有一定的实际应用价值。