【摘要】：隨著智能機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和城市綠化面積的增加,智能割草機(jī)相關(guān)產(chǎn)業(yè)也得到大力發(fā)展。在不需人為干預(yù)的情況下,智能割草機(jī)具有自動(dòng)割草、自動(dòng)回基站充電、自動(dòng)識(shí)別邊界等功能。但目前市場大部分智能割草機(jī)并未解決室外精確定位的問題,所以大都采用隨機(jī)規(guī)劃的方式進(jìn)行割草,這將導(dǎo)致割草效果參差不齊、部分區(qū)域遺漏、整體作業(yè)效率低。在上一代智能割草機(jī)的基礎(chǔ)之上,本文對(duì)新一代智能割草機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì),并對(duì)智能割草機(jī)相關(guān)的路徑規(guī)劃算法展開研究。本文對(duì)智能割草機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)做出相應(yīng)改進(jìn),驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)芯片、姿態(tài)傳感器、MCU構(gòu)成,該系統(tǒng)使機(jī)身以一定角度向前行進(jìn),保持直線,從而保證最終割草效果以及路徑規(guī)劃的實(shí)施。智能割草機(jī)的主控制軟件系統(tǒng)是基于RTX嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)并采用多任務(wù)模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)。定位系統(tǒng)采用UWB定位與航跡推算相結(jié)合的定位方式,擴(kuò)大了單一使用UWB的定位范圍,其中UWB定位系統(tǒng)由定位基站、定位標(biāo)簽構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)表明可以將智能割草機(jī)定位精確到亞米級(jí)別,為后續(xù)路徑規(guī)劃提供基礎(chǔ)。在路徑規(guī)劃方面,主要以全局靜態(tài)已知環(huán)境為研究背景,針對(duì)智能割草機(jī)作業(yè)的地圖構(gòu)建,點(diǎn)到點(diǎn)的最優(yōu)路徑算法和全區(qū)域覆蓋算法展開研究,通過仿真驗(yàn)證了相關(guān)算法的可行性。最后本文通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證經(jīng)過改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、定位系統(tǒng)的功能以及路徑規(guī)劃算法的可行性,為新一代智能割草機(jī)批量生產(chǎn)提供技術(shù)積累。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU986.32
【圖文】：

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文在 2014 年瑞典 Husqvarna 公司設(shè)計(jì)了一種太陽能混合動(dòng)力智能割草機(jī)——即能割草機(jī)“瓦力”，它的供電系統(tǒng)包含蓄電池供電系統(tǒng)和太陽能供電系統(tǒng)。當(dāng)太陽法供電時(shí),則由蓄電池提供動(dòng)力可持續(xù)工作 1 個(gè)小時(shí),圖 1-1 所示。另外該公Automower 系列智能割草機(jī)自從 1995 年開始不斷得到改進(jìn)和完善，該智能割草機(jī)三種方式檢測來自充電座機(jī)、引導(dǎo)線和邊界線的信號(hào)使其能夠可靠地找到路線，而在草坪上留下多余的標(biāo)記，見圖 1-2。另外，Husqvarna 也為用戶提供手機(jī)端Automower 應(yīng)用程序，用戶可以在任何地方都可以控制和跟蹤智能割草機(jī)，通過用程序用戶還可以從全球任何地方接收機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)并將“開始”、“停止”和放”命令發(fā)送到智能割草機(jī)上。

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文在 2014 年瑞典 Husqvarna 公司設(shè)計(jì)了一種太陽能混合動(dòng)力智能割草機(jī)——即能割草機(jī)“瓦力”，它的供電系統(tǒng)包含蓄電池供電系統(tǒng)和太陽能供電系統(tǒng)。當(dāng)太陽法供電時(shí),則由蓄電池提供動(dòng)力可持續(xù)工作 1 個(gè)小時(shí),圖 1-1 所示。另外該公Automower 系列智能割草機(jī)自從 1995 年開始不斷得到改進(jìn)和完善，該智能割草機(jī)三種方式檢測來自充電座機(jī)、引導(dǎo)線和邊界線的信號(hào)使其能夠可靠地找到路線，而在草坪上留下多余的標(biāo)記，見圖 1-2。另外，Husqvarna 也為用戶提供手機(jī)端Automower 應(yīng)用程序，用戶可以在任何地方都可以控制和跟蹤智能割草機(jī)，通過用程序用戶還可以從全球任何地方接收機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)并將“開始”、“停止”和放”命令發(fā)送到智能割草機(jī)上。

用程序用戶還可以從全球任何地方接收機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)并將“開始”、“停止”和“停放”命令發(fā)送到智能割草機(jī)上。圖 1-1 Husqvarna 太陽能割草機(jī) 圖 1-2Automower 太陽能割草機(jī)以色列 Robomow 公司推出的 RS612 智能割草機(jī)相應(yīng)的也配備手機(jī)客戶端程序，而該智能割草機(jī)的最大特點(diǎn)是利用藍(lán)牙通訊方式手機(jī)可以操控智能割草機(jī)，從而設(shè)定割草過程的行駛路徑從而剪出各種圖案，圖 1-3 所示。這一點(diǎn)是一個(gè)不錯(cuò)的創(chuàng)意，但是如果距離過大割草機(jī)不能和手機(jī)進(jìn)行通訊，將可能導(dǎo)致失控。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2760733