基于GPS的蘋果采摘機器人移動平臺的導航研究.pdf

1、在移動機器人的研究當中，機器人的精確定位是當前研究的一個熱點問題。而利用GPS對移動機器人進行導航是目前移動機器人自主導航應用中最廣泛的技術手段之一，由于差分GPS技術的出現，使得GPS的定位精度有了質的飛躍。本課題正是基于實時動態(tài)差分GPS（Real-Time-Kinematic-GPS）所進行的移動機器人的導航研究，硬件平臺主要由上海華測導航技術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、動機器人平臺——旅行家四號，課題主要針對的是蘋果的果園環(huán)境，在操場上進行初期的模擬試驗，利用Windows操作系統(tǒng)，通過VisualC++6.0設計自主導航系統(tǒng)，實現移動機器人在果園環(huán)境下的路徑跟蹤和自主導航過程。論文的主要研究內容和成果如下:
　　 第一、通過上位機串口通信程序的設計，實現了對于GPS信號和姿態(tài)傳感器信號的數據的接收、解析和處理，將解析獲取的經緯度信息和航向角信息送至程序的數據中心進行綜合處理，轉換成下位機的運

3、行指令，最終通過串口控制移動機器人的運動過程。
　　 第二、實現了移動機器人準確的路徑跟蹤。通過多次的試驗，分析導航過程中存在的問題和導航誤差產生的原因，在試驗中改進控制參數和算法，并經過不同試驗條件下的對比，得出實現準確的路徑跟蹤的主要方法。
　　 第三、建立了移動機器人小車的幾何學模型，并引入了卡爾曼濾波的算法，對GPS信號和姿態(tài)傳感器的信號進行了濾波處理，提高了所接收到的傳感器信號的穩(wěn)定性和精確性，從而提高了移動機