本文關(guān)鍵詞：GPS組合模糊控制除草機器人導(dǎo)航系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《昆明理工大學(xué)》 2015年

GPS組合模糊控制除草機器人導(dǎo)航系統(tǒng)研究

丁巍  

【摘要】：農(nóng)田雜草是田間非栽培植物,屬于田間作物生長的主要危害之一,會降低作物產(chǎn)量和質(zhì)量。常見除草方法主要以化學(xué)除草、人工除草為主,這些方法容易對環(huán)境產(chǎn)生影響,造成化學(xué)試劑的浪費,同時還會增加勞動強度。為降低化學(xué)藥物除草使用劑量,保護環(huán)境,降低勞動強度,農(nóng)田作業(yè)越來越需要農(nóng)業(yè)機器人,使得農(nóng)業(yè)機器人一直都是農(nóng)業(yè)工程科技研究的熱點。農(nóng)業(yè)機器人中常用的導(dǎo)航方式主要有航位推算、GPS、光反射導(dǎo)航,這些導(dǎo)航方式各有其優(yōu)缺點,但總體精度較低、魯棒性較差,難以適應(yīng)復(fù)雜、多變的農(nóng)田作業(yè)環(huán)境。本文開展了除草機器人核心技術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)研究,在綜述國內(nèi)外除草機器人導(dǎo)航技術(shù)基礎(chǔ)上,研究了GPS組合模糊控制的導(dǎo)航技術(shù),為除草機器人的后續(xù)研發(fā)和應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。(1)針對除草機器人導(dǎo)航要求,比較不同導(dǎo)航方式,如：航位推算、GPS、光反射導(dǎo)航以及模糊控制導(dǎo)航優(yōu)缺點,確定研究導(dǎo)航方式——GPS組合模糊控制導(dǎo)航。(2)概述GPS組成及其定位原理,分析GPS導(dǎo)航時的誤差。針對除草機器人在田間所需行的確定,研究GPS在除草機器人田間行中的方法、可行性及精度,試驗結(jié)果顯示：GPS在除草機器人中能夠準(zhǔn)確的確定雜草所在的行,并將其反饋給除草機器人中,保證除草機器人能夠運行到X軸坐標(biāo)(2,3)之間,完成除草機器人行的確定。(3)利用導(dǎo)航角、導(dǎo)航距建立模糊控制規(guī)則、數(shù)據(jù)庫,確定除草機器人在行間的行走路徑。試驗表明：GPS組合模糊控制對除草機器人導(dǎo)航方法可行,誤差較低,成本廉價。通過GPS信號接收機能夠準(zhǔn)確的確定其田間所在行,利用模糊控制器確定所在列,除草機器人運行過程中需要根據(jù)導(dǎo)航角和導(dǎo)航距實施動態(tài)調(diào)整,保持導(dǎo)航的穩(wěn)定性和可靠性。(4)利用Matlab Simulink軟件將GPS、模糊控制器得到的輸入、輸出信號作為模擬數(shù)據(jù)進行信號仿真,結(jié)果顯示：GPS組合模糊控制對除草機器人導(dǎo)航易于實現(xiàn)、系統(tǒng)響應(yīng)快、魯棒性好,進一步驗證理論成果。(5)對導(dǎo)航系統(tǒng)性能進行測試：脫離軌道試驗、避障能力測試、糾正及糾偏能力測試,驗證GPS組合模糊控制導(dǎo)航可行性和可靠性。本文研究了GPS在田間行的定位導(dǎo)航方法,分析了模糊控制對田間列的定位導(dǎo)航,保證了除草機器人能夠根據(jù)雜草位置進行精確導(dǎo)航,為田間除草機器人導(dǎo)航提供了一種新的思路,為農(nóng)業(yè)機器人的相關(guān)研究奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S224.4;P228.4
【目錄】：

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