割草機(jī)器人草地視覺識(shí)別與路徑規(guī)劃技術(shù)研究.pdf

1、割草機(jī)器人的技術(shù)研究是集機(jī)械自動(dòng)化、控制智能化、機(jī)電一體化等技術(shù)為一體的新型產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)。本文從滿足市場(chǎng)需求、減少人為干預(yù)、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，以開發(fā)出高性能、高效率、低能耗的產(chǎn)品為目標(biāo)，在初步確立割草機(jī)器人的總體裝配結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)方案的基礎(chǔ)上，主要在草地視覺邊界識(shí)別、自主路徑規(guī)劃及多傳感器信息融合控制系統(tǒng)軟件等方面進(jìn)行了深入的研究。
　　首先，本文介紹了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有割草機(jī)器人和機(jī)器人視覺的發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)，指出了割草機(jī)器

2、人開發(fā)設(shè)計(jì)過程中需要改進(jìn)的方向和創(chuàng)新點(diǎn)，從節(jié)約成本、低碳環(huán)保等方面考慮，提出了割草機(jī)器人所應(yīng)達(dá)到的設(shè)計(jì)功能和技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。
　　其次，為了使割草機(jī)器人能夠滿足設(shè)計(jì)要求，完成控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，確定采用基于STM32F103ZE微處理器，并選取相應(yīng)的外圍電子元器件。結(jié)合割草機(jī)器人工作的特點(diǎn)，利用多傳感器協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中自主避障路徑規(guī)劃和草地邊界的識(shí)別;同時(shí)，從提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和靈活性角度出發(fā)，采用嵌入式微內(nèi)核μC/OS-Ⅱ操作系

3、統(tǒng)作為軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)。
　　然后，對(duì)割草機(jī)器人攝像頭模塊進(jìn)行標(biāo)定，通過實(shí)驗(yàn)、采集數(shù)據(jù)，求解出攝像頭的內(nèi)參數(shù)，即完成攝像頭的標(biāo)定。進(jìn)行草地邊界圖像的采集、處理，最終提取出草地邊界線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計(jì)制作硬件電路板、編寫各外圍硬件的驅(qū)動(dòng)程序。
　　最后，在已提取草地邊界線的基礎(chǔ)上，提出了通過圖像像素?cái)?shù)計(jì)算法來估算割草機(jī)器人與邊界線的距離，減少坐標(biāo)換算時(shí)間，解決割草機(jī)器人決策反應(yīng)時(shí)間問題。同時(shí)，結(jié)合超聲測(cè)距、電子羅盤等傳感器，實(shí)現(xiàn)割