基于无线通信的作业机构姿态监测系统研究
发布时间：2021-07-21 08:46
机械装备作业发展方向是智能化、效率化、可扩展化,由于作业姿态与路径监控等问题,机械装备作业机构在避障、路径规划任务中存在巨大的不足。论文针对农业机械作业机构的水平与高度智能控制、工程机械作业臂的姿态监测等需求,提出一种基于NRF（单片无线收发芯片）无线通信的机械作业机构姿态监测系统,利用陀螺仪、加速度传感器、地磁传感器等进行机械作业机构参数监测,通过无线通信方式实现机械作业机构的运动学和动力学姿态数据的传送,编写了相关姿态解算与预测算法,最后搭建了系统测试平台并进行了相关实验验证,主要研究内容如下:（1）分析工程机械特点,将工程机械作业机构抽象为n连杆串联结构模型,根据本文中所用传感器的检测原理、姿态监测基本原理和姿态解算理论,包括姿态角定义、姿态角表示方法、四元数更新算法,提出了基于陀螺仪+加速度传感器+地磁传感器的姿态解算算法,针对典型工程机械模型进行了MATLAB和ADAMS运动学仿真、验证。（2）阐述了相关各类传感器检测原理,根据本系统功耗需求进行了相关传感器和CPU的选型;针对作业机构的结构尺寸、电路板的散热需求等进行了数据采集模块、数据接收模块的硬件原理图设计,通过功能及扩...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
姿态监控技术应用领域
恶劣的工作环境直接影响着操作人员的生命和智能化的作业。研制基于无线通信的作业机构来代替作题最理想的方案。要分为串联机械和并联机械，两种机械均存在着姿态监控起重机、臂架混凝土输出泵车、串联机器人为例分析存在稳定性完全由机械的自重来维持，而吊臂长度、起吊方向响起重机稳定性的几个主要因素，其中吊臂长度、起吊方全问题主要是由起吊载荷和人为因素造成(属于吊臂的姿态误和作业条件不佳造成的整机倾覆等问题，需要监测起重作过程中，吊重摆角在理论上需满足 0 度（工程上小于 3业对象的质量都很大，当摆角不满足要求时，吊线会产的稳定性。在目前的国内外研究中，吊臂摆角的监控没有视吊重的姿态，效率低下且无法满足模块化、智能化发展工程安全，为加快智能化起重机研究进程，减少工程人员研究是十分有必要的。
图 1-3 双机塔吊工程机械[3]工作过程中，为了契合未来的发展方向业机构的运动学和动力学信息，姿态监测技术[4]扮术在工程机械中的应用主要体现在两个方面：（1通过个人经验判断作业机构的安全性能，例如工件大提高了工程机械的安全性和准确性，降低了培养2）模拟工程机械的整个运转流程，通过监测分析况，对工程机械进行正确的路径规划，减少工程机求，同时可以将整个过程中出现的状况以数据的形析，各取所长，更好的对工程机械进行监测，避免姿态监测研究多集中在工程机械设备整机的安全性安全性、舒适度与能源消耗，而对具体的作业机构测上还需要依靠丰富经验的操作员进行判断。由于对于工程机械作业机构信息监测以及路径规划的研
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于公共余数最优估计的多通道干涉SAR高程重建方法[J]. 王思雨,陈立福,袁志辉,邢学敏,毛永飞,武鸿. 中国空间科学技术. 2018(02)
[2]基于单轴地磁信号的滚转角及转速解算[J]. 刘英,张嘉易,郝永平,孙林,张继发. 传感器与微系统. 2018(03)
[3]基于对偶四元数的机器人方位与手眼关系同时标定方法[J]. 李巍,吕乃光,董明利,娄小平. 机器人. 2018(03)
[4]基于传感器技术的自动化应用分析[J]. 高寅. 中国高新区. 2018(04)
[5]基于MEMS和卡尔曼滤波的姿态解算研究[J]. 孙蔚蓝,钱莉. 自动化与仪器仪表. 2018(01)
[6]基于噪声自检测的并行AdaBoost算法[J]. 徐坚,陈优广. 计算机应用与软件. 2018(01)
[7]波特率自适应的CAN驱动在嵌入式Linux下的实现[J]. 史小燕,朱建鸿. 计算机系统应用. 2018(01)
[8]绞刀运动姿态的欧拉角表示[J]. 苏召斌,林森. 中国港湾建设. 2017(12)
[9]基于OpenCV的水下机器人单目定位技术研究与仿真[J]. 韩冲,苏涛,谢基榕. 计算机测量与控制. 2017(12)
[10]组合导航后验方差异步融合算法[J]. 张恒浩,史静. 控制理论与应用. 2017(12)
博士论文
[1]基于多点合作目标的多线阵CCD空间物体姿态测量的研究[D]. 李晶.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]非线性信息滤波算法研究[D]. 凌花蕾.西安理工大学 2017
[2]基于全方位视觉系统的运动目标检测、跟踪及三维定位算法研究[D]. 龚鼎.深圳大学 2017
[3]机器人嵌入式传感与人机交互技术设计[D]. 王常磊.南京理工大学 2017
[4]基于双目视觉的火箭喷管运动姿态测量系统研究[D]. 李蒙蒙.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于高阶隐马尔科夫模型的人体行为识别研究[D]. 李思岑.西华大学 2016
[6]火箭弹用磁强计及姿态测试系统的研究与设计[D]. 李栋.中北大学 2014
[7]含有隐变量的高阶马尔科夫模型的理论及应用[D]. 张胜娜.电子科技大学 2014
[8]基于MEMS器件的姿态测量系统研究与实现[D]. 崔璐璐.大连理工大学 2009
[9]基于MEMS的微小型嵌入式航姿参考系统研究[D]. 陈宇捷.上海交通大学 2009
[10]基于MIMU的捷联惯性/GPS组合系统研究[D]. 张帅勇.南京理工大学 2008
本文编号：3294705
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
姿态监控技术应用领域
恶劣的工作环境直接影响着操作人员的生命和智能化的作业。研制基于无线通信的作业机构来代替作题最理想的方案。要分为串联机械和并联机械，两种机械均存在着姿态监控起重机、臂架混凝土输出泵车、串联机器人为例分析存在稳定性完全由机械的自重来维持，而吊臂长度、起吊方向响起重机稳定性的几个主要因素，其中吊臂长度、起吊方全问题主要是由起吊载荷和人为因素造成(属于吊臂的姿态误和作业条件不佳造成的整机倾覆等问题，需要监测起重作过程中，吊重摆角在理论上需满足 0 度（工程上小于 3业对象的质量都很大，当摆角不满足要求时，吊线会产的稳定性。在目前的国内外研究中，吊臂摆角的监控没有视吊重的姿态，效率低下且无法满足模块化、智能化发展工程安全，为加快智能化起重机研究进程，减少工程人员研究是十分有必要的。
图 1-3 双机塔吊工程机械[3]工作过程中，为了契合未来的发展方向业机构的运动学和动力学信息，姿态监测技术[4]扮术在工程机械中的应用主要体现在两个方面：（1通过个人经验判断作业机构的安全性能，例如工件大提高了工程机械的安全性和准确性，降低了培养2）模拟工程机械的整个运转流程，通过监测分析况，对工程机械进行正确的路径规划，减少工程机求，同时可以将整个过程中出现的状况以数据的形析，各取所长，更好的对工程机械进行监测，避免姿态监测研究多集中在工程机械设备整机的安全性安全性、舒适度与能源消耗，而对具体的作业机构测上还需要依靠丰富经验的操作员进行判断。由于对于工程机械作业机构信息监测以及路径规划的研
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于公共余数最优估计的多通道干涉SAR高程重建方法[J]. 王思雨,陈立福,袁志辉,邢学敏,毛永飞,武鸿. 中国空间科学技术. 2018(02)
[2]基于单轴地磁信号的滚转角及转速解算[J]. 刘英,张嘉易,郝永平,孙林,张继发. 传感器与微系统. 2018(03)
[3]基于对偶四元数的机器人方位与手眼关系同时标定方法[J]. 李巍,吕乃光,董明利,娄小平. 机器人. 2018(03)
[4]基于传感器技术的自动化应用分析[J]. 高寅. 中国高新区. 2018(04)
[5]基于MEMS和卡尔曼滤波的姿态解算研究[J]. 孙蔚蓝,钱莉. 自动化与仪器仪表. 2018(01)
[6]基于噪声自检测的并行AdaBoost算法[J]. 徐坚,陈优广. 计算机应用与软件. 2018(01)
[7]波特率自适应的CAN驱动在嵌入式Linux下的实现[J]. 史小燕,朱建鸿. 计算机系统应用. 2018(01)
[8]绞刀运动姿态的欧拉角表示[J]. 苏召斌,林森. 中国港湾建设. 2017(12)
[9]基于OpenCV的水下机器人单目定位技术研究与仿真[J]. 韩冲,苏涛,谢基榕. 计算机测量与控制. 2017(12)
[10]组合导航后验方差异步融合算法[J]. 张恒浩,史静. 控制理论与应用. 2017(12)
博士论文
[1]基于多点合作目标的多线阵CCD空间物体姿态测量的研究[D]. 李晶.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]非线性信息滤波算法研究[D]. 凌花蕾.西安理工大学 2017
[2]基于全方位视觉系统的运动目标检测、跟踪及三维定位算法研究[D]. 龚鼎.深圳大学 2017
[3]机器人嵌入式传感与人机交互技术设计[D]. 王常磊.南京理工大学 2017
[4]基于双目视觉的火箭喷管运动姿态测量系统研究[D]. 李蒙蒙.哈尔滨工业大学 2016
[5]基于高阶隐马尔科夫模型的人体行为识别研究[D]. 李思岑.西华大学 2016
[6]火箭弹用磁强计及姿态测试系统的研究与设计[D]. 李栋.中北大学 2014
[7]含有隐变量的高阶马尔科夫模型的理论及应用[D]. 张胜娜.电子科技大学 2014
[8]基于MEMS器件的姿态测量系统研究与实现[D]. 崔璐璐.大连理工大学 2009
[9]基于MEMS的微小型嵌入式航姿参考系统研究[D]. 陈宇捷.上海交通大学 2009
[10]基于MIMU的捷联惯性/GPS组合系统研究[D]. 张帅勇.南京理工大学 2008
本文编号：3294705
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