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设施农业机械的自动导航控制系统研究

设施农业机械的自动导航控制系统研究

作者：姚燚江苏大学

学位级别：硕士

设施农用机械的自动导航技术的运用,让移动机器人代替农民进行单调乏味的田间作业,可以有效提高农业机械的生产效率、作业精度以及使用安全性,同时也能够减少人力、物力和财力。农用机械的自动导航控制系统的原理是在完全没有人参与的... 详细信息

设施农用机械的自动导航技术的运用,让移动机器人代替农民进行单调乏味的田间作业,可以有效提高农业机械的生产效率、作业精度以及使用安全性,同时也能够减少人力、物力和财力。农用机械的自动导航控制系统的原理是在完全没有人参与的情况下,通过安装在农用机械上的传感器,感知周围环境的信息,由事先给定的目标路径,通过导航控制器决策,控制农业机械自动跟踪目标路径。本文选用基于ZigBee技术的导航定位方法,分别对ZigBee导航定位和路径跟踪控制方法及转向控制系统进行了仿真及试验研究。本文主要做了以下研究:(1)对ZigBee的测距原理以及误差进行了分析,设计了一阶滤波器对RSSI信号做静态滤波以及异常点剔除处理;通过实验获取真实环境下的RSSI信号的路径衰减模型(RSSI和距离的映射关系),并通过卡尔曼滤波器对距离量进行动态预估,得到距离的最优估计值。(2)分析了基于测距的定位方式,最终选择了通过两个基节点的两边测量法来实现定位。根据两边测量法的原理,设计了合适的坐标定位的计算方法以及基节点在平面二维空间中的布局方案。最后提出了冗余定位的方案,以及两组定位坐标融合的方法,从而进一步提高了定位精度。(3)设计了一个基于PID的转向控制系统,并通过转向台架,整定了PID参数,转向系统获得了较好的转向跟随性能。建立了基于模糊理论的路径跟踪控制器,以定位坐标和航向角为控制器的输入变量,前轮转角的修正量为控制器的输出变量。并在Matlab环境中通过编写M脚本文件对其进行研究与仿真分析,验证了算法的可靠性。(4)最后以Visual Studio为开发环境,设计了对路径跟踪系统的控制与监控功能软件,并进行路径跟踪系统实验,实验数据表明,基于ZigBee的导航系统具有较好的定位精度,转向系统同时也具有可靠的跟随性能,能够满足设施农业机械的自动导航控制系统的要求。

关键词：设施农业 ZigBee 路径衰减模型测距定位导航控制系统

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星际探测车导航控制系统结构研究

科技导报 2008年第20期26卷 43-45页

作者：宋金泽史美萍李焱崔慧海国防科技大学机电工程与自动化学院长沙410073

结合星际探测车的运行环境和任务,提出了一种三层递阶式智能导航控制系统结构。该结构采用了慎思与反应相结合的导航控制策略,通过建立多种人机协同机制,将人的规划能力和反应能力融入到地面协同规划层,通过机器学习的方法使探测车具备... 详细信息

结合星际探测车的运行环境和任务,提出了一种三层递阶式智能导航控制系统结构。该结构采用了慎思与反应相结合的导航控制策略,通过建立多种人机协同机制,将人的规划能力和反应能力融入到地面协同规划层,通过机器学习的方法使探测车具备智能自主驾驶功能,实现了人机智能的有机结合,提高了星际探测车运行的安全性和环境适应性。

关键词：模式识别与智能系统探测车导航控制系统机器学习

基于ROS的多传感器信息融合自主导航控制系统设计与实现

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基于ROS的多传感器信息融合自主导航控制系统设计与实现

作者：王鹏飞南京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,机器人在许多领域已开始进入商用,机器人的相关核心技术也得到了快速发展。其中,室内服务机器人作为机器人重要应用场景之一,已经在餐饮、教育、物流等方面开始发挥作用。自主导航控制技术作为机器人核心技术之一逐渐趋于成熟。... 详细信息

近年来,机器人在许多领域已开始进入商用,机器人的相关核心技术也得到了快速发展。其中,室内服务机器人作为机器人重要应用场景之一,已经在餐饮、教育、物流等方面开始发挥作用。自主导航控制技术作为机器人核心技术之一逐渐趋于成熟。为解决在室内场景应用中,传统的基于激光雷达的单传感器自主导航控制系统不能适应复杂环境的问题,基于多传感器信息融合的机器人自主导航控制系统产生并成为当前一个重要的研究热点。本文使用Kinect v2、rplidar传感器,在ROS系统平台使用C++编程语言和OpenCV、Kinect SDK、gmapping等开源软件库,设计了一款室内机器人自主导航控制系统。该系统使用多个传感器采集数据,对原始数据进行处理优化并使用数据融合技术处理传感器数据得到综合数据,最后综合数据传入导航控制模块由路径规划算法控制机器人向目标点移动。本文首先对系统进行需求分析,然后给出了系统整体框架设计,并简单介绍了深度图像修复模块、数据融合模块和导航控制模块。其次,以像素滤波和中值滤波为基础算法设计深度图像修复模块,修复Kinect v2原始深度图像中的噪点和信息无效区域,提高机器人运行环境信息采集准确性。再次,针对室内复杂环境,本文提出使用Kinect v2深度图像数据对基础rplidar激光雷达数据通过自适应加权算法完成数据精度优化和三维信息补充得到融合数据。然后基于融合数据,导航控制模块获得环境数据,使用改进后A*算法完成全局路径规划。在机器人运行过程中使用人工势场法进行动态避障,对人工势场法目标不可达和局部最小点问题通过修改斥力场函数和临时目标点解决。最后,本文对系统重要模块和系统整体进行了测试,结果表明该系统达到了预期的设计目标,为机器人实际系统应用提供了基础。

关键词：机器人数据融合导航控制系统 Kinect ROS

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可控翼伞导航控制系统的设计

航天返回与遥感 2000年第2期21卷 1-7页

作者：李哲顾正铭北京空间机电研究所北京100076

文章详细介绍了翼伞自动导航控制系统采用的导航算法、系统构成、硬件电路及导航控制软件的设计。并且结合空投试验的数据及对比国外类似系统的设计,对系统存在的不足及改进方法提出了自己的意见。

关键词： GPS 嵌入式工控机可控翼伞导航控制系统

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基于差分GPS的水采船导航控制系统设计

水运科学研究 2009年第4期 29-32页

作者：姚立柱刘晋川杨瑞交通部水运科学研究院

本文针对传统水采船导航系统精度不高、定位范围窄的问题,通过对水采船位置和姿态的分析,提出了基于差分GPS的导航控制系统,并给出了软硬件设计方案,实现了水采船位置和姿态的高精度控制。

关键词：差分GPS 水采船导航控制系统载波相位差分

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深海爬游无人潜水器导航控制系统总体设计

深海爬游无人潜水器导航控制系统总体设计

2019中国西部声学学术交流会

作者：郭利伟刘卫东孙伟张熔西北工业大学航海学院

为实现爬游无人潜水器水中巡游和海底爬行作业的任务需求,研究并设计爬游无人潜水器导航控制系统。针对爬游无人潜水器的功能和控制需求,研究导航控制系统的硬件结构;基于模块化设计的思想,对导航控制系统软件结构进行模块划分,并根据... 详细信息

为实现爬游无人潜水器水中巡游和海底爬行作业的任务需求,研究并设计爬游无人潜水器导航控制系统。针对爬游无人潜水器的功能和控制需求,研究导航控制系统的硬件结构;基于模块化设计的思想,对导航控制系统软件结构进行模块划分,并根据软件模块的结构特点,进行多任务设计。最后进行控制系统联合调试,通过巡游和爬行仿真试验,验证导航控制系统整体的导航和通信功能,试验结果表明本论文所设计的导航控制系统具有良好的稳定性和可靠性。

关键词：爬游无人潜水器导航控制系统多任务设计

来源： cnki会议评论

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一种小型无人直升机导航控制系统的设计

一种小型无人直升机导航控制系统的设计

基于MEMS器件的飞行器导航控制系统研究与设计

2005年中国智能自动化会议

作者：李宏伟张晓林聂振钢张强北京航空航天大学电子信息工程学院

无人驾驶直升机需要一个导航控制系统才能够实现自主的姿态稳定、航线飞行及其它任务。由于其动力学特性复杂,动力学不稳定,并且小尺寸的无人直升机的不稳定性更为明显,使得其控制导航系统的设计与实现一直都是一个难题。本文将针对该... 详细信息

无人驾驶直升机需要一个导航控制系统才能够实现自主的姿态稳定、航线飞行及其它任务。由于其动力学特性复杂,动力学不稳定,并且小尺寸的无人直升机的不稳定性更为明显,使得其控制导航系统的设计与实现一直都是一个难题。本文将针对该问题提出一个应用于北航“隼鹰”无人直升机中的导航控制系统设计方案。整个设计过程包括系统要求分析、系统方案选择、机载和地面设备选择,最后完成系统功能的试飞测试,并给出实测结果及分析。目前看本系统的设计满足预期要求,高度通道的滤波处理在中国首届空中机器人大赛中取得了很好的效果:中高空约0.5m、低空约10cm的定位精度。

关键词：无人驾驶直升机导航控制系统隼鹰

来源： cnki会议评论

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电子测量技术 2009年第9期32卷 42-45页

作者：李燕咸阳职业技术学院咸阳712000

微机电器件(MEMS)技术的发展为飞行器导航控制系统的设计提供了新的实现方法。基于新型微机电测量元件和大规模可编程逻辑阵列技术,设计了一种飞行器导航控制系统。详细介绍了系统硬件和接口设计,并实现了一种微机电陀螺仪的误差补偿算... 详细信息

微机电器件(MEMS)技术的发展为飞行器导航控制系统的设计提供了新的实现方法。基于新型微机电测量元件和大规模可编程逻辑阵列技术,设计了一种飞行器导航控制系统。详细介绍了系统硬件和接口设计,并实现了一种微机电陀螺仪的误差补偿算法,有效的修正了陀螺仪的零漂特性,提高了系统测量精度。

关键词：导航控制系统 MEMS元件 FPGA 误差修正

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新型电动平车导航控制系统研究与实践

电气技术 2020年第7期21卷 108-111页

作者：张涛池学智杨鸣亮浙江交通职业技术学院杭州311112

新型电动平车导航控制系统是采用基于红外与视频结合的导航系统,不需要专用轨道和磁条等导轨设施,在地面用油漆喷涂路线和工位符号,简化施工要求和降低维护成本;摄像头的安装不需要特殊设计,检测地面标识,对像素的要求不高,数据处理简... 详细信息

新型电动平车导航控制系统是采用基于红外与视频结合的导航系统,不需要专用轨道和磁条等导轨设施,在地面用油漆喷涂路线和工位符号,简化施工要求和降低维护成本;摄像头的安装不需要特殊设计,检测地面标识,对像素的要求不高,数据处理简单有效,结合红外传感,不需要额外的轨道设备就可以辅助判断轨道跟踪,基于控制器域网通信网络的应用,进一步提高了系统的可靠性,配件选择方便,可适用于电动平车的厂内、大吨位、慢速度的搬运工作。

关键词：视频处理自动导航电动平车导航控制系统