畜牧养殖场环境巡检机器人的建图及导航研究

发布时间：2024-02-04 06:20

　　现代技术导致激光雷达和视觉传感器的成本不断降低,技术上也获得了一定的突破,自主导航的机器人研究成为一门比较热门的研究领域。在实际应用中,自主导航的机器人不再仅仅是实验室环境下实验产物,开始逐渐的走出实验室,进行工业生产和畜牧养殖等产业。自主导航是实现产业无人化的重要环节,为了达到自主导航的目的,机器人要根据传感器获知自己的位置,需要的位置前提为需要具有一套较为精准的地图,两项技术总称为同时定位与地图构建(SLAM)。本文针对畜牧养殖场的环境,以ROS为框架,改进传统轮式自主移动机器人,对履带式移动机器人系统的搭建和相关SLAM技术的研究。首先对系统所需的硬件系统进行搭建,同时设计畜牧养殖场巡检机器人的基于履带式运动平台的机械结构。阐述SLAM系统的环境地图模型和构建栅格地图的基本原理及传感器的模型。通过对基于滤波器的SLAM算法进行分析研究,进行多种二维和三维的SLAM算法的对比试验,为多传感器融合技术的构建打下了基础。在ROS框架下对VINS_Mono算法进行改进,改进优化后的VINS_Mono算法和图优化算法在畜牧养殖环境中可具有强的鲁棒性,...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1SLAM技术

第一章绪论2线激光雷达SLAM自主导航的Apollo平台无人驾驶车，已经实现可以在复杂环境下的正常运行[3]。在无人机领域，SLAM可以构建三维实景地图，融合IMU实现无人机多姿态飞行时也可进行自主避障、规划三维空间实际轨迹，是无人机导航的关键技术。在AR/VR方向，SLAM技术....

图1.2规模化

第一章绪论7图1.2规模化养殖车间在2018年举行的家禽技术峰会以乔治亚理工学院的ColinUsher分享了自主研发的养殖机器人如图1.3（a）所示，这两种机器人以使用视觉SLAM为导航方式，对鸡舍中的活体体温进行检测，以及时避免鸡舍内疾病的传播，同时将地板鸡蛋进行检测并收集鸡蛋....

图2.1养殖业机器人系统架构

第二章养殖场SLAM机器人的总体方案与建模11表2.1机器人设计参数项目指标项目指标控制方式操作手柄控制或远程登录报警方式声光报警停车精度0.03m避障方式碰撞传感器和声波传感器行走速度最高30m/min导航方式激光融合视觉SLAM自主导航运动方式直线、履带转向通讯方式无线局域网....

图2.2履带轮总成

第二章养殖场SLAM机器人的总体方案与建模12方驱动齿轮、履带、主副轮和从副轮组成。利用皮带轮将电机的动力传输到履带轮上，皮带轮总成如图2.3所示，皮带总成由驱动皮带轮、传动皮带轮和动力输入皮带轮组成。在履带轮上部分搭载载物平板机构，平板载物机构前端安装有激光雷达、摄像头、显示器....

本文编号：3895359