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农用机器人

新农业 2007年第7期 32-32页

美国伊利诺大学的研究人员新开发出一种太阳能农用机器人。该机器人装有超声波探测器、全球定位系统和两台小型摄像机，其“锐利的目光”可轻易地找到隐藏在农作物中的杂草，并能定时清除杂草。由于机器人的除草方式有的放矢，不仅除草... 详细信息

美国伊利诺大学的研究人员新开发出一种太阳能农用机器人。该机器人装有超声波探测器、全球定位系统和两台小型摄像机，其“锐利的目光”可轻易地找到隐藏在农作物中的杂草，并能定时清除杂草。由于机器人的除草方式有的放矢，不仅除草效率提高，而且避免了大面积喷洒除草剂对环境造成的危害。

关键词：农用机器人超声波探测器全球定位系统清除杂草小型摄像机除草剂研究人员太阳能

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农用机器人底盘控制系统的设计

农机化研究 2025年第6期 208-213页

作者：张艳兵徐鹏跃李卓张洪强沧州职业技术学院车辆工程系

农用机器人可以执行农业种植、收割、施肥、喷洒农药、除草和土壤分析等生产活动，能够显著提高农业生产的效率。农用机器人的底盘可以保证在不平坦的地形和复杂的障碍物中自由移动，其稳定性、灵活性和可靠性直接影响机器人的导航能力... 详细信息

农用机器人可以执行农业种植、收割、施肥、喷洒农药、除草和土壤分析等生产活动，能够显著提高农业生产的效率。农用机器人的底盘可以保证在不平坦的地形和复杂的障碍物中自由移动，其稳定性、灵活性和可靠性直接影响机器人的导航能力和任务执行效率。为了进一步促进农用机器人的智能化和高效化，基于CANopen通讯协议与伺服电机驱动通信，设计了一套完整、高效的运动控制算法，保证农业机器人底盘可以在田间灵活、高效地移动，实现了多种运动方式，并保证底盘能在复杂的施工环境中灵活移动。田间测试表明：在不同的农田环境中，底盘能够灵活地适应地形和避开障碍物，实现了多种运动方式的转换，并高效地完成农业生产任务。

关键词：农用机器人底盘控制系统 CANopen通讯协议伺服电机驱动通信运动控制算法

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农用机器人转向系统自适应内模控制

农业机械学报 2011年第10期42卷 186-191,234页

作者：焦俊江朝晖金瑞春许正荣刘波安徽农业大学信息与计算机学院合肥230036 合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009

针对农用机器人转向系统状态和控制具有复杂、时滞和增益时变的特性,将Adaline神经网络(ANN)与内模控制相结合,提出一种在线调整时滞时间和控制增益的自适应控制方法。建立基于Adaline网络的增益与时滞的辨识算法,即通过反馈误差在线优... 详细信息

针对农用机器人转向系统状态和控制具有复杂、时滞和增益时变的特性,将Adaline神经网络(ANN)与内模控制相结合,提出一种在线调整时滞时间和控制增益的自适应控制方法。建立基于Adaline网络的增益与时滞的辨识算法,即通过反馈误差在线优化,适应性地调整时滞时间和增益,克服参数时变对内模控制和被控对象模型的影响。仿真和试验结果表明,与常规的PID控制方法相比,该方法具有较高的控制精度、较强的自适应性和鲁棒性,完全适用于农用机器人转向系统的控制。

关键词：农用机器人转向系统自适应内模控制非线性PID控制 Adaline神经网络

基于改进人工势场法的农用机器人路径规划技术研究

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中国农机化学报 2023年第8期44卷 206-213页

作者：邵毅帆梅松石志刚宋志禹童一飞南京理工大学机械工程学院南京市210094 农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014 宁夏农林科学院枸杞工程技术研究所银川市750002

随着经济全球化的持续发展,现代农业对智能农机装备的研究需求不断增加。针对农业生产中使用的农用移动机器人,提出适用于果蔬绿色生产基地的基于改进人工势场法的高效路径规划算法。围绕人工势场法进行原理介绍,根据人工势场法运行于... 详细信息

随着经济全球化的持续发展,现代农业对智能农机装备的研究需求不断增加。针对农业生产中使用的农用移动机器人,提出适用于果蔬绿色生产基地的基于改进人工势场法的高效路径规划算法。围绕人工势场法进行原理介绍,根据人工势场法运行于果蔬基地出现的问题进行原因分析并改进算法;根据试验基地建立栅格环境模型,采用改进人工势场法进行路径仿真,对改进前后的人工势场法进行结果比较,改进后实现局部最小值点的逃逸,规划路径长度降低10%,累计转折角降低13.3%。改进的人工势场法满足农用移动机器人在果蔬基地中路径规划计算高效、运行平稳的要求,助力中国农机装备的高效生产及现代化。

关键词：路径规划人工势场法农用机器人

基于人工鱼群和动态窗口法的农用机器人路径规划研究

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基于人工鱼群和动态窗口法的农用机器人路径规划研究

作者：陈靖安徽农业大学

学位级别：硕士

随着移动机器人的发展和农业发展的迫切需求,借助移动机器人提高农业工作效率已经成为农业发展的必然趋势,而路径规划问题又是移动机器人研究领域中的重要内容。路径规划是在有障碍物的环境中,机器人根据一定的性能指标(工作代价、路径... 详细信息

随着移动机器人的发展和农业发展的迫切需求,借助移动机器人提高农业工作效率已经成为农业发展的必然趋势,而路径规划问题又是移动机器人研究领域中的重要内容。路径规划是在有障碍物的环境中,机器人根据一定的性能指标(工作代价、路径长度和行走时间)从起点到终点搜索出一条无碰撞路径。根据获得环境信息程度的不同,路径规划通常划分为全局路径规划和局部路径规划。目前路径规划算法的研究多种多样,人工鱼群算法作为一种新型的群智能优化算法,本文针对果园具体实际环境,在人工鱼群算法的基础上进行了改进,能够较好的完成农用机器人路径规划研究。本文的主要研究内容如下:(1)基于ARCGIS的果园环境的矢量电子地图制作。针对果园具体实验环境,从数据采集准备、地图符号化以及最终设置与输出三个方面着手,探讨了在ARCGIS平台下矢量电子地图的制作方法并完成了最终效果图。(2)基于改进人工鱼群算法的全局路径规划。针对人工鱼群算法在全局路径规划中容易早熟和陷入局部的问题,在人工鱼群算法中引入免疫调节机制和免疫记忆特性,提出一种免疫-人工鱼群算法的全局路径规划方法,并通过Rosenbrock、Griewank、Ackley三个测试函数对改进的人工鱼群算法进行分析,验证了改进的算法能有效的避免陷入局部最优。最后建立栅格环境模型,将其路径规划效果和人工鱼群算法进行对比,仿真实验结果表明了改进后的免疫-人工鱼群算法寻优速度更快,算法性能更优。(3)基于改进动态窗口法的局部路径规划。针对传统的算法在规划的过程中一般将障碍物当做质点来考虑,未考虑到障碍物的尺寸等因素,本文提出一种障碍物膨胀模型,可以有效的保证机器人运行的安全性。(4)基于混合路径规划算法的农用机器人路径规划。在该混合路径规划中,利用改进人工鱼群算法全局路径规划算法在静态环境中规划出一条全局路径,并使用改进动态窗口法实时避障,搭建了农用机器人实验平台,验证了算法的有效性。

关键词：农用机器人矢量电子地图路径规划人工鱼群算法动态窗口法

基于扩展A*与改进APF算法的农用机器人的路径规划研究

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基于扩展A*与改进APF算法的农用机器人的路径规划研究

作者：徐浩然安徽农业大学

学位级别：硕士

基于农业科技高速发展的大背景下,依赖于移动机器人来有效地提升农业作业效能,是一种必然的发展方向。移动机器人的路径规划问题又是其技术研究的重要内容。路径规划所代表的含义是机器人的最优路径规划问题,就是按照工作成本最低、行... 详细信息

基于农业科技高速发展的大背景下,依赖于移动机器人来有效地提升农业作业效能,是一种必然的发展方向。移动机器人的路径规划问题又是其技术研究的重要内容。路径规划所代表的含义是机器人的最优路径规划问题,就是按照工作成本最低、行驶时间最少、行驶的路径最佳等,在真实的作业环境里面,寻求一条由起点至终点的最佳路线,以保证安全且有成效地规避障碍。本论文基于实验果园采用双向A*与APF算法并对其优化,可以较为顺利地实现了农用机器人路径规划探究。本论文的关键探究实质包括以下几个方面:绘制了以ARCGIS为基础的果园环境的矢量电子地图。文章根据果园的具体情况,由地图总体与详细设计、坐标系转换以及电子底图矢量化三个方面入手,研究了在ARCGIS平台下矢量电子地图的制作方法。在静态环境中,基于双向A*算法无用区间搜索、寻路时间较长以及节点较多等不足。本文针对上述不足、引入对应的策略进行改进。另外,还使用三次样条插值方法对最短路径进行了平滑处理。最后设计了静态仿真环境进行比较,结果表明三次样条插值结合EB-A*算法而规划出的路径比双向A*算法规划出的路径更短且用时更少且经过平滑处理后的路径也更利于机器人的安全行驶。然后就是在动态环境中,提出了一种改进的APF算法。首先阐述了APF的基本原理并剖析了APF的不足。紧接着用校正势场解决了机器人不能准确到达目标点、用加入逃逸力解决了机器人在行使过程中遇到的局部最小值缺陷,从而解决了算法的问题的缺陷。最后在matlab中进行仿真实验,实验结果验证了改进过后的APF在动态环境中规划路径的有效性。经过改进后的APF既能充分利用现有的自己的技术优势,又能克服其缺点,为真实环境下的机器人操作供应一种切实可实施的路径规划算法。为下一步的工作打下坚实的基础。最终是将动态与静态环境中的算法混合应用于农用机器人的路径规划,在该混合路径规划中:使用三次样条插值结合EB-A*全局路径规划算法规划出一条全局路径,并通过改进的APF实时避开果园里突发的情况:农业机械,家畜等。建立了农用机器人实验平台,还对其进行了算法可行性的校验。

关键词：农用机器人矢量电子地图路径规划扩展双向A*算法改进人工势场法

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农用机器人末端执行器设计方法探讨

湖北农机化 2019年第2期 12-13页

作者：韦家增上海师范大学信息与机电工程学院上海200234

本文结合农业生产的环境特点和要求,根据机器人设计原理,从材料选择到电机、夹持器及手腕设计等各方面进行初步探讨,为农用机器人的末端执行器设计提供新方法。

关键词：农用机器人末端执行器机械手

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农用机器人导航电子地图的研究

农业装备与车辆工程 2010年第3期48卷 40-42页

作者：吴修文冯晓霞孙康岭魏富奎泰安市农业机械科学研究所山东泰安271000 泰山职业技术学院山东泰安271000

介绍了机器人导航电子地图的功能,阐述了在Visual C++环境下基于MapObjects组件开发农用机器人导航电子地图的方法,分析了电子地图更新的方法。

关键词：电子地图 MapObjects 导航农用机器人

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农用机器人运动控制系统

农业技术与装备 2019年第3期 4-6页

作者：张博刘源吴海云艾成龙天津农学院工程技术学院天津300384 中科国技(天津)智能系统工程有限责任公司天津300457

为实现农用机器人对大棚蔬菜病害信息的实时采集,设计了农用机器人运动控制系统。该系统以单片机为核心,以金属传感器作为检测器件,在单片机的控制下,采用金属传感器引导机器人按规定的轨迹运动。到指定的位置后,单片机控制电机运动方... 详细信息

为实现农用机器人对大棚蔬菜病害信息的实时采集,设计了农用机器人运动控制系统。该系统以单片机为核心,以金属传感器作为检测器件,在单片机的控制下,采用金属传感器引导机器人按规定的轨迹运动。到指定的位置后,单片机控制电机运动方向和伸缩臂的运动角度,使摄像头达到采集定位点,以实现机器人寻迹和定位采集的目的。

关键词：单片机农用机器人寻迹定位