基于GPS的蘋果采摘機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的導(dǎo)航研究.pdf

1、在移動(dòng)機(jī)器人的研究當(dāng)中，機(jī)器人的精確定位是當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。而利用GPS對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航是目前移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航應(yīng)用中最廣泛的技術(shù)手段之一，由于差分GPS技術(shù)的出現(xiàn)，使得GPS的定位精度有了質(zhì)的飛躍。本課題正是基于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分GPS（Real-Time-Kinematic-GPS）所進(jìn)行的移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航研究，硬件平臺(tái)主要由上海華測(cè)導(dǎo)航技術(shù)有限公司提供的高精度RTK-GPS以及北京博創(chuàng)興盛科技有限公司提供的全地形、全天候智能移

2、動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)——旅行家四號(hào)，課題主要針對(duì)的是蘋果的果園環(huán)境，在操場(chǎng)上進(jìn)行初期的模擬試驗(yàn)，利用Windows操作系統(tǒng)，通過VisualC++6.0設(shè)計(jì)自主導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人在果園環(huán)境下的路徑跟蹤和自主導(dǎo)航過程。論文的主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　 第一、通過上位機(jī)串口通信程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于GPS信號(hào)和姿態(tài)傳感器信號(hào)的數(shù)據(jù)的接收、解析和處理，將解析獲取的經(jīng)緯度信息和航向角信息送至程序的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行綜合處理，轉(zhuǎn)換成下位機(jī)的運(yùn)

3、行指令，最終通過串口控制移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過程。
　　 第二、實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人準(zhǔn)確的路徑跟蹤。通過多次的試驗(yàn)，分析導(dǎo)航過程中存在的問題和導(dǎo)航誤差產(chǎn)生的原因，在試驗(yàn)中改進(jìn)控制參數(shù)和算法，并經(jīng)過不同試驗(yàn)條件下的對(duì)比，得出實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的路徑跟蹤的主要方法。
　　 第三、建立了移動(dòng)機(jī)器人小車的幾何學(xué)模型，并引入了卡爾曼濾波的算法，對(duì)GPS信號(hào)和姿態(tài)傳感器的信號(hào)進(jìn)行了濾波處理，提高了所接收到的傳感器信號(hào)的穩(wěn)定性和精確性，從而提高了移動(dòng)機(jī)