本文關鍵詞：基于CAN總線的農(nóng)業(yè)機器人導航研究

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【摘要】：進入21世紀以后,隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的日趨工業(yè)化、規(guī)�；熬珳驶牟粩喟l(fā)展,新型多功能農(nóng)業(yè)機械將得到廣泛應用,農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)成為了農(nóng)業(yè)機械研究的重點內(nèi)容之一。中國的農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)起步晚、投資少、發(fā)展慢,與發(fā)達國家相比有一定的差距,目前處于起步階段,由于農(nóng)業(yè)機器人具有作業(yè)對象嬌嫩性和復雜性；作業(yè)環(huán)境的易變性和難預測性；使用對象和價格的特殊性等特點,對農(nóng)業(yè)機器人導航和路徑規(guī)劃等提出了較高的要求。我國的農(nóng)業(yè)機器人智能化水平不夠完善,不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要；開發(fā)難度大,生產(chǎn)成本高,大大制約了我國農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展。 本文首先分析了農(nóng)業(yè)機器人導航的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,以傳感器技術、嵌入式技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、GPS信號處理技術、差分定位技術、多傳感器信息融合技術為支撐,在輪式移動機器人平臺的基礎上,給出了基于CAN總線的農(nóng)業(yè)機器人組合導航系統(tǒng)設計思路。其次,具體設計了基于CAN總線的農(nóng)業(yè)機器人導航控制系統(tǒng),運用CAN總線成功管理了各個導航控制模塊,增加了系統(tǒng)的魯棒性和可擴展性。第三,設計了GPS信號處理裝置,給出了坐標轉換模型,設計了GPS差分定位系統(tǒng)。第四,基于GPS和航位推算導航法設計了一套組合導航系統(tǒng),能夠較好完成機器人信息采集和導航定位。最后對各個系統(tǒng)進行了集成、安裝、調試和實驗驗證,經(jīng)過測試運行,系統(tǒng)各項性能指標均能夠達到預期的設計要求,系統(tǒng)具有功耗低、穩(wěn)定、抗干擾能力強、可擴展性強等特點,具有較好的推廣價值和實用價值。
【關鍵詞】：農(nóng)業(yè)機器人 CAN總線 GPS 組合 導航 設計
【學位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP242;P228.4
【目錄】：

• 中文摘要7-8
• Abstract8-10
• 1. 前言10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.1.1 農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展10
• 1.1.2 農(nóng)業(yè)機器人的意義10-11
• 1.2 移動機器人導航技術11-12
• 1.2.1 導航的概述11
• 1.2.2 農(nóng)業(yè)機器人導航關鍵技術11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及主要問題12-14
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.3 存在的主要問題及發(fā)展趨勢14
• 1.4 主要研究內(nèi)容及論文安排14-16
• 2. 導航定位原理與系統(tǒng)16-25
• 2.1 導航定位方法16-19
• 2.1.1 路標導航16-17
• 2.1.2 感知導航17
• 2.1.3 視覺導航17-18
• 2.1.4 星基導航18-19
• 2.2 組合導航定位19-23
• 2.2.1 慣性導航導航系統(tǒng)19-20
• 2.2.2 GPS系統(tǒng)20-23
• 2.2.3 GPS/DR組合導航定位技術23
• 2.3 組合導航定位系統(tǒng)實現(xiàn)23-24
• 2.3.1 組合導航硬件系統(tǒng)23-24
• 2.3.2 組合導航軟件系統(tǒng)24
• 2.4 本章小結24-25
• 3. 基于CAN總線的農(nóng)業(yè)機器人控制系統(tǒng)設計25-40
• 3.1 移動機器人控制系統(tǒng)總體設計25-26
• 3.2 基于MSP430F149最小控制節(jié)點設計26-30
• 3.2.1 控制節(jié)點處理器選型26-27
• 3.2.2 電源電路27-28
• 3.2.3 晶振電路28-29
• 3.2.4 復位電路29
• 3.2.5 通訊接口電路29-30
• 3.2.6 數(shù)據(jù)存儲電路設計30
• 3.3 電動機控制模塊30-32
• 3.4 紅外測距模塊和紅外速度反饋模塊32
• 3.5 超聲波測距模塊32-33
• 3.6 GPS模塊33
• 3.7 數(shù)字羅盤模塊33-34
• 3.8 無線通訊模塊34
• 3.9 上位機模塊34-35
• 3.10 CAN總線35-38
• 3.10.1 CAN總線技術簡介35-36
• 3.10.2 CAN總線實現(xiàn)方法36-38
• 3.11 本章小結38-40
• 4. GPS信號處理40-45
• 4.1 GPS信號接收與處理40-42
• 4.2 GPS坐標轉換42
• 4.3 差分GPS42-44
• 4.4 本章小結44-45
• 5. DGPS/DR組合導航系統(tǒng)實現(xiàn)45-49
• 5.1 系統(tǒng)總體結構45
• 5.2 航位推算導航定位45-48
• 5.2.1 航位推算導航定位原理45-47
• 5.2.2 航位推算導航定位實現(xiàn)方法47-48
• 5.3 DGPS/INS組合導航定位實現(xiàn)48-49
• 5.4 本章小結49
• 6. 系統(tǒng)測試與試運行49-55
• 6.1 移動機器人試驗平臺49-50
• 6.2 系統(tǒng)驅動模塊測試50
• 6.3 信息采集模塊測試50-52
• 6.3.1 超聲波信息采集模塊50-51
• 6.3.2 紅外模塊測試51-52
• 6.4 GPS定位精度誤差分析52-53
• 6.5 本章小結53-55
• 7. 總結與展望55-57
• 7.1 研究工作總結55
• 7.2 工作展望55-57
• 參考文獻57-60
• 附錄60-67
• 附錄1：各個模塊實物圖60-61
• 附錄2：GPS部分代碼61-64
• 附錄3：CAN總線部分代碼64-67
• 攻讀學位期間發(fā)表論文67-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 管欣;閆冬;高振海;;基于慣性導航和實時差分全球定位系統(tǒng)的汽車運動狀態(tài)測試系統(tǒng)[J];吉林大學學報(工學版);2006年01期

2 龔真春,宋執(zhí)環(huán),李平,韓波;一種低成本的差分GPS定位系統(tǒng)的設計與實驗[J];計算機測量與控制;2005年01期

3 盛三元,王建華;聯(lián)合卡爾曼濾波在多傳感器信息融合中的應用[J];雷達與對抗;2002年01期

4 汪雪蓮;;電子羅盤的方位測量誤差及其補償校正[J];聲學與電子工程;2005年04期

5 周娟;蔣登峰;曾其勇;;基于PPP協(xié)議實現(xiàn)GPRS模塊無線接入Internet方式[J];微計算機信息;2009年03期

6 董緒榮,孟慶杰,任宇飛;車輛GPS/DR組合導航方法研究[J];指揮技術學院學報;2001年03期

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本文編號：748630