四輪四驅割草機器人路徑規(guī)劃與軌跡跟蹤控制.pdf

1、人類二十世紀在智能領域的一項偉大發(fā)明就是機器人，在僅有的五十年內就產生了天翻地覆的改變。自從其誕生之日開始，自身的戰(zhàn)略目標屬性已然將其劃分在高新技術領域。機器人技術的出現(xiàn)與發(fā)展使其發(fā)生了日新月異的變化，不僅從本質上改變了以往的工業(yè)化生產方式，而且對人類的日?；顒?、學習和工作足以產生了長遠的影響。尤其是高級形態(tài)的智能機器人，它已經不僅成為先進制造業(yè)不可缺少的自動化設備，而且正在以光速一般向航空、航天、教育、軍事、海洋、農業(yè)、服務、娛樂等各

2、個領域擴張滲透。
　　社會在不斷地發(fā)展，日益增強的環(huán)保意識，美化草坪早已經成為一種趨勢，特別是以美國為代表的發(fā)達國家中，由于草坪機械行業(yè)的興起使得綠色草坪業(yè)形成為一大新型工業(yè)產業(yè)。草坪機械是一種適合環(huán)境維修、草坪美化、施工的機械，它屬于傳統(tǒng)機械工業(yè)領域，其中占百分之八十以上市場份額的主要機械就是草坪割草機。用于公園、足球場地、機場等大范圍的公共草地，機械負載功率大，割草效率高，這是大部分商用草坪割草機的特點；用于家庭庭院等小范圍草

3、坪的割草，機械負載功率小，操作簡便，這些都是家用草坪割草機的特點。
　　傳統(tǒng)的草坪機電設備技術，對于應對日益繁重的割草工作顯得力不從心，相對于汽車、機床等產業(yè)而言，其技術落后了二十年，因此近年來，有組織提出要改變并提高草坪機械的整體水平需要引進相關的電子技術和控制技術，試圖研制在非單元化草坪環(huán)境中能夠自主移動的車輛[1],在1997年的OPEI(戶外動力設備協(xié)會，Outdoor Power Equipment Institute)

4、年會上，提出了智能割草機器人(Intelligent Robot Mower，IRM)的概念。
　　本文研究的對象為四輪四驅割草機器[2]（4WD-MR），屬于戶外智能移動機器人領域。該課題首先介紹四輪四驅割草機器人的機體總結構、行為分析和軌跡生成原理，對于軌跡的生成行為需要選用適當?shù)姆椒?，軌跡控制系統(tǒng)勢必伴隨干擾，針對干擾信號采用基于Lyapunov[3]穩(wěn)定性的卡爾曼濾波器進行必要的降噪處理。然后，要規(guī)劃好各類邊界，主要邊界為