本文關(guān)鍵詞：基于CAN總線的農(nóng)業(yè)機(jī)器人導(dǎo)航研究

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【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以后,隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的日趨工業(yè)化、規(guī)�；熬珳�(zhǔn)化的不斷發(fā)展,新型多功能農(nóng)業(yè)機(jī)械將得到廣泛應(yīng)用,農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)成為了農(nóng)業(yè)機(jī)械研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。中國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)起步晚、投資少、發(fā)展慢,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有一定的差距,目前處于起步階段,由于農(nóng)業(yè)機(jī)器人具有作業(yè)對(duì)象嬌嫩性和復(fù)雜性；作業(yè)環(huán)境的易變性和難預(yù)測(cè)性；使用對(duì)象和價(jià)格的特殊性等特點(diǎn),對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人導(dǎo)航和路徑規(guī)劃等提出了較高的要求。我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)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(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。 本文首先分析了農(nóng)業(yè)機(jī)器人導(dǎo)航的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),以傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、GPS信號(hào)處理技術(shù)、差分定位技術(shù)、多傳感器信息融合技術(shù)為支撐,在輪式移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的基礎(chǔ)上,給出了基于CAN總線的農(nóng)業(yè)機(jī)器人組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。其次,具體設(shè)計(jì)了基于CAN總線的農(nóng)業(yè)機(jī)器人導(dǎo)航控制系統(tǒng),運(yùn)用CAN總線成功管理了各個(gè)導(dǎo)航控制模塊,增加了系統(tǒng)的魯棒性和可擴(kuò)展性。第三,設(shè)計(jì)了GPS信號(hào)處理裝置,給出了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型,設(shè)計(jì)了GPS差分定位系統(tǒng)。第四,基于GPS和航位推算導(dǎo)航法設(shè)計(jì)了一套組合導(dǎo)航系統(tǒng),能夠較好完成機(jī)器人信息采集和導(dǎo)航定位。最后對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了集成、安裝、調(diào)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,經(jīng)過測(cè)試運(yùn)行,系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)均能夠達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求,系統(tǒng)具有功耗低、穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn),具有較好的推廣價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)業(yè)機(jī)器人 CAN總線 GPS 組合 導(dǎo)航 設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：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(jī)器人的發(fā)展10
• 1.1.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的意義10-11
• 1.2 移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)11-12
• 1.2.1 導(dǎo)航的概述11
• 1.2.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及主要問題12-14
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國(guó)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(shì)14
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容及論文安排14-16
• 2. 導(dǎo)航定位原理與系統(tǒng)16-25
• 2.1 導(dǎo)航定位方法16-19
• 2.1.1 路標(biāo)導(dǎo)航16-17
• 2.1.2 感知導(dǎo)航17
• 2.1.3 視覺導(dǎo)航17-18
• 2.1.4 星基導(dǎo)航18-19
• 2.2 組合導(dǎo)航定位19-23
• 2.2.1 慣性導(dǎo)航導(dǎo)航系統(tǒng)19-20
• 2.2.2 GPS系統(tǒng)20-23
• 2.2.3 GPS/DR組合導(dǎo)航定位技術(shù)23
• 2.3 組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)23-24
• 2.3.1 組合導(dǎo)航硬件系統(tǒng)23-24
• 2.3.2 組合導(dǎo)航軟件系統(tǒng)24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3. 基于CAN總線的農(nóng)業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-40
• 3.1 移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)25-26
• 3.2 基于MSP430F149最小控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)26-30
• 3.2.1 控制節(jié)點(diǎn)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(fù)位電路29
• 3.2.5 通訊接口電路29-30
• 3.2.6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)30
• 3.3 電動(dòng)機(jī)控制模塊30-32
• 3.4 紅外測(cè)距模塊和紅外速度反饋模塊32
• 3.5 超聲波測(cè)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(jī)模塊34-35
• 3.10 CAN總線35-38
• 3.10.1 CAN總線技術(shù)簡(jiǎn)介35-36
• 3.10.2 CAN總線實(shí)現(xiàn)方法36-38
• 3.11 本章小結(jié)38-40
• 4. GPS信號(hào)處理40-45
• 4.1 GPS信號(hào)接收與處理40-42
• 4.2 GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換42
• 4.3 差分GPS42-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 5. DGPS/DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)45-49
• 5.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)45
• 5.2 航位推算導(dǎo)航定位45-48
• 5.2.1 航位推算導(dǎo)航定位原理45-47
• 5.2.2 航位推算導(dǎo)航定位實(shí)現(xiàn)方法47-48
• 5.3 DGPS/INS組合導(dǎo)航定位實(shí)現(xiàn)48-49
• 5.4 本章小結(jié)49
• 6. 系統(tǒng)測(cè)試與試運(yùn)行49-55
• 6.1 移動(dòng)機(jī)器人試驗(yàn)平臺(tái)49-50
• 6.2 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模塊測(cè)試50
• 6.3 信息采集模塊測(cè)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(cè)試51-52
• 6.4 GPS定位精度誤差分析52-53
• 6.5 本章小結(jié)53-55
• 7. 總結(jié)與展望55-57
• 7.1 研究工作總結(jié)55
• 7.2 工作展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 附錄60-67
• 附錄1：各個(gè)模塊實(shí)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(xué)位期間發(fā)表論文67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 管欣;閆冬;高振海;;基于慣性導(dǎo)航和實(shí)時(shí)差分全球定位系統(tǒng)的汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)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(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)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(yīng)用[J];雷達(dá)與對(duì)抗;2002年01期

4 汪雪蓮;;電子羅盤的方位測(cè)量誤差及其補(bǔ)償校正[J];聲學(xué)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(shí)現(xiàn)GPRS模塊無線接入Internet方式[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年03期

6 董緒榮,孟慶杰,任宇飛;車輛GPS/DR組合導(dǎo)航方法研究[J];指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2001年03期

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本文編號(hào)：748630