割草機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷快速發(fā)展，機(jī)器人的性能得以不斷的提高。機(jī)器人的應(yīng)用范圍已經(jīng)從工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域逐步拓展到了服務(wù)領(lǐng)域。與此同時(shí)，隨著人們對(duì)生活品質(zhì)的日益關(guān)注，小型移動(dòng)機(jī)器人在家庭服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，如家庭清潔機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人等。隨著環(huán)境綠化的不斷改善，草坪修剪的工作量日益繁重，割草機(jī)器人可以自動(dòng)完成室外草坪割草任務(wù)，從而降低人們草坪作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，因而對(duì)于割草機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的研究受到廣泛關(guān)注。
　　本文對(duì)割草機(jī)器人若干

2、關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)探索，主要包括：割草機(jī)器人邊界識(shí)別技術(shù)、導(dǎo)航與定位技術(shù)等；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行割草機(jī)器人硬件平臺(tái)及相應(yīng)控制軟件的設(shè)計(jì)。論文的主要工作如下：
　　1.對(duì)割草機(jī)器人的差分控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，推導(dǎo)了該結(jié)構(gòu)下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化規(guī)律，并在此規(guī)律的基礎(chǔ)上，對(duì)定位算法和航向控制模型進(jìn)行了研究。應(yīng)用航位推算算法實(shí)現(xiàn)相對(duì)定位，利用分段式 PID算法實(shí)現(xiàn)航向控制。
　　2.開(kāi)展割草機(jī)器人新型邊界建立與識(shí)別技術(shù)的研究。基于電磁感應(yīng)原理，提出了以

3、無(wú)源金屬導(dǎo)線作為邊界，及基于電磁感應(yīng)技術(shù)的邊界識(shí)別技術(shù)。應(yīng)用新型電感傳感器芯片 LDC1000，通過(guò)檢測(cè)并聯(lián) LC諧振網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)等效電阻值的變化實(shí)現(xiàn)邊界的識(shí)別。
　　3.構(gòu)建割草機(jī)器人硬件控制平臺(tái)。硬件控制平臺(tái)以 STM32F103微控制器平臺(tái)為核心；以 LDC1000電感傳感器構(gòu)成邊界檢測(cè)電路，以 MPU6050，HMC5883L實(shí)現(xiàn)割草機(jī)器人姿態(tài)檢測(cè)電路，以 ESP8266WiFi模塊作為無(wú)線控制器，以 BTS7971構(gòu)成電機(jī)驅(qū)