设施农业智能移动平台的设计

发布时间：2017-09-21 06:25

  本文关键词：设施农业智能移动平台的设计

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【摘要】：随着时代的发展,科技的进步,我国农业的发展逐步走向了专业化与自动化。设施农业的发展正是在这一背景下兴起,其具有较高的技术含量。相对传统农业生产方式,设施农业可以有效的改善人们生产作业方式,提高现阶段农业生产的作业效率,增加农民的收益,因此其重要性不言而喻。但是温室内作业环境艰苦,劳动强度大,应用于设施农业内作业的农业装备严重缺乏。在此背景下,本课题小组综合运用了智能控制等技术对设施农业内移动机器人关键技术进行了研究,并且最终开发研制出了应用于设施农业内作业的智能移动平台,主要进行的研究内容和研究成果有：(1)在对标准化的设施农业进行实地考察调研的基础上,与上海英集斯自动化有限公司的合作,确定了智能移动平台的基本设计参数。通过对现有的设施农业机器进行分析整理,最终自主设计了智能移动平台的整车架构,以工业PC机(工控机)作为主控制器实现了整机的运动控制。并且在智能移动平台上集成驱动控制系统等设备,最终实现了设施农业智能移动平台的研发工作。(2)搭建了智能移动平台的运动控制系统,实现基于PID控制的四轮独立驱动。驱动系统中,自主设计了ARM伺服驱动器,控制模式主要是速度的闭环控制。最终经过调试与试验,移动平台的运动控制系统能够实现对整机的调速与承载作业。(3)上位机控制软件的编写。本智能移动平台可以实现多种功能,其主要功能有：运动控制、承载、避障、语音识别等。考虑到移动平台功能的复杂性,上位机软件的设计采用了基于多智能体的结构。经过测试试验,上述作业项目能够实现。(4)通过试验对智能移动平台作业性能进行了验证。试验表明：设施农业智能移动平台能够实现运动控制、承载、避障、语音识别等作业内容,并且智能移动平台的控制系统能够对各项功能进行协调控制,各种算法的实时性能够满足温室内作业要求。
【关键词】：设施农业 农业机器人 四轮驱动 开放性
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S316;S126
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 课题研究背景和意义7
• 1.2 国内外农业机器人与设施农业现状7-11
• 1.3 自主导航技术11-12
• 1.4 轨迹规划化技术12-15
• 第二章 设施农业智能移动平台总体方案设计15-19
• 2.1 智能移动平台功能15
• 2.2 智能移动平台性能与结构参数15-16
• 2.3 智能移动平台的总体结构16
• 2.4 硬件系统的组成16-17
• 2.5 软件系统的组成17-19
• 第三章 硬件系统设计与实现19-36
• 3.1 机械结构设计19-23
• 3.2 整车硬件电路设计23-32
• 3.3 下位机模块32-33
• 3.4 上位机模块33-34
• 3.5 电源模块设计34-35
• 3.6 智能移动平台的样机35
• 3.7 本章小结35-36
• 第四章 软件系统设计与实现36-47
• 4.1 下位机软件设计36-41
• 4.2 上位机软件设计41-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 智能移动平台的调试与试验47-51
• 5.1 实验项目规划47
• 5.2 ARM伺服驱动器测试47-48
• 5.3 基本运动控制测试48-49
• 5.4 避障功能测试与试验49-50
• 5.5 本章小结50-51
• 第六章 总结与展望51-52
• 6.1 总结51
• 6.2 展望51-52
• 参考文献52-54
• 附录54-57
• 1、ARM伺服驱动器主程序54-56
• 2、系统控制参数初始化部分代码56-57
• 致谢57-58
• 个人简历58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 陈超;唐坚;靳祖光;杨洋;钱磊;;一种基于可视图法导盲机器人路径规划的研究[J];机械科学与技术;2014年04期

2 王锋锋;刘明刚;吴晓峰;曹曦明;;国内外苗木嫁接机器人研究现状及发展趋势[J];林业机械与木工设备;2011年01期

3 张义民;;机械可靠性设计的内涵与递进[J];机械工程学报;2010年14期

4 任伟建;王飞;吕微;;分层模糊控制的移动机器人路径规划[J];科学技术与工程;2010年10期

5 张捍东,郑睿,岑豫皖;移动机器人路径规划技术的现状与展望[J];系统仿真学报;2005年02期

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本文编号：892897