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.     

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。     

超声波测距技术

本文介绍了一种通过超声波反射实现的超声波测距技术,分析了使用超声波测距需要考虑的几个参数问题,并从超声波的发射和接收介绍了这种超声波测距技术的应用。     

基于单片机的倒车超声波测距系统设计

为实现精准测距,提高驾驶安全性,对以51单片机为核心的超声波测距系统的硬件电路和软件程序进行设计,结合Proteus进行联合仿真,并依照原理图制作了产品原型。实物测试结果表明,该超声波测距系统硬件电路简单合理、性能优良、运行稳定、测距较快,可以在与障碍物距离较近时自动触发警报,在测量精度方面基本符合汽车倒车时的测距需求。     

基于红外触发的农业机器人超声波定位系统研究

研究开发了一种基于红外触发的农业机器人超声波定位系统.系统以AT89S52单片机为核心,采用超声波对射定目标定位,通过红外触发信号触发接收端单片机内部的定时器,以测得超声波从发射端到接收端的时间差,从而计算出距离;另外,系统增加了温度补偿模块和线性修正因子来提高测量精度.实验表明,发射端发射角小于40.、纵向距离小于4 000mm时,测距精度在10mm以内,可以满足农业生产中目标测距、定位以及农业车辆导航系统的要求.     

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。     

超声波测距系统的研究

超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的。微电脑超声测距仪由AT89C51单片机、超声波发射电路、超声波接收放大电路、环境温度采集电路及显示电路组成。该测距仪具有集成度高、反应速度快、测量精度高、性能价格比高等特点。文中主要介绍了脉冲回波法的超声空气测距原理及其系统构成。     

基于单片机的超声测距系统设计

超声波测距系统是在人们的日常生活中经常用到的,日常生活中的B超检测、倒车雷达、机器人定位都是利用超声波进行距离的测定,极大的方便了人们的生活。本文主要是将AT89S51单片机作为控制芯片,测距模块进入工作状态并发出一定频率的声波,声波遇到障碍物进行反射,接收器受到反馈回来的信号并传送给单片机,单片机进行信号的处理,变成高低电平输出,最终达到测距效果,借助调试处理来对系统抗干扰、实时性能力有所了解和掌握。     

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。     

机器人测距数据的采集与处理

详细介绍了一种机器人超声测距系统 ,测距范围 0 .2～ 5 m,具体设计了基于单片机控制的 3路超声测距系统的软件和硬件 ,并介绍了该系统的构成和工作原理。最后 ,通过实验获得 3路测距数据 ,同时利用误差补偿的方法达到测距系统所要求的精度 (± 4cm )。将本系统及其设计方法作为农业机器人辅助视觉系统 ,可以获得农作物距离以及大致形状等信息     

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。     

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。     

农业机器人的发展和应用初探

农业机械化的发展是一个国家农业发展水平的标志,而农业机器人技术更体现出一个国家的科技实力.为此,论述了农业机器人的概念和特点,分析了国内外机器人的发展状况,对现有农业机器人进行了简要阐述.通过对各国农业机器人发展现状的分析,指出了我国农业机器人技术的发展方向.     

农业移动机器人远程监控系统的研究

随着计算机技术的发展和网络技术的成熟,用农业移动机器人代替传统的人工劳作势在必行,目前使用无线通信设备和计算机实现对机器人的远程监控、图像采集以及数据传送等工作是一种可行性高、性能优异的方法。为此,对农业可移动机器人远程监控系统的设计进行研究,通过控制效果的测试数据表明:使用无线设备对农业移动机器人进行监控所需响应时间短,机器人能够及时完成控制命令,因此基于无线通信设备的远程监控系统可以满足对农业机器人监控的实时性及可靠性要求。     

农业作业距离测量系统的研究

针对目前农业生产作业中对作业距离的测量需求,设计了一种高精度、宽量程的脉冲反射式超声波距离测量系统;同时,介绍了系统结构及工作原理,给出了系统硬件组成和软件设计流程。该系统具有系统体积小、硬件电路简单、易于控制、成本低等优点,具有良好的工作可靠性,并通过数据修正,进一步减小了测量误差,提高了测量精度,满足了农业作业距离测量的需要。     

农业机器人充电系统的设计

通过对农业机器人充电系统的研究,设计了基于AT89S52的智能型充电系统,实现了农业机器人蓄电池最佳充电曲线跟踪技术,给出了系统的工作原理、硬件结构及软件流程。该系统可根据农业机器人蓄电池的状态自动改变充电电流大小,并通过全程窄脉冲放电消除充电过程中的极化现象,缩短了充电时间,提高了充电效率,并在一定程度上提高了农业机器人的工作时间和准确性。     

传感器在农业采摘机器人中的应用

作为智能机器人的一种,农业采摘机器人是机器人技术应用的典范.与工业机器人相比较,农业采摘机器人工作环境的特殊性、非结构性,对农业采摘机器人的智能程度提出了更高的要求.为此,针对农业采摘机器人工作特性,叙述了传感器在农业采摘机器人中所起的作用,分析了农业采摘机器人传感器选取的方法,介绍了多传感器信息融合技术在采摘机器人中的应用,为农业采摘机器人智能传感器的选取与研究提供了依据.     

基于Seekur的农田机器人激光避障设计与仿真

以农业机器人为代表的新型智能农业机械装备的开发已经成为现代农业领域研究热点之一。为了探讨农田环境下机器人作业时自主避障问题,设计了基于Seekur机器人平台的自主避障系统,由激光传感器、WRAP wifi interface和远程监控PC组成;通过分析农田环境中避障应用需求,设计了模糊逻辑算法避障策略。通过在Mat Lab中的模糊逻辑仿真和Mobile Sim中的避障过程仿真,验证了模糊逻辑避障算法具有较好的避障效果。     

超声波测量罐中液面高度的系统设计

本文设计了一种新型高精度超声波液面测距系统,给出了系统的结构和设计方法。试验证明,该方法对液体装罐装置的控制有较好效果。