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自主导航柑橘表型巡检机器人的设计与实验
目录
一、内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.2研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
二、自主导航柑橘表型巡检机器人系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.1系统总体方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.1.1系统架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2.1.2系统功能模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
2.2导航控制系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.2.1导航算法选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.2.2导航控制系统实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.3表型检测模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2.3.1检测传感器选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.3.2表型信息提取算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.4机器人本体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2.4.1机器人结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2.4.2电机驱动与控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
三、关键技术与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
3.1导航算法优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
3.2表型检测算法研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
3.2.1图像处理技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
3.2.2特征提取与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
3.3机器人控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
3.3.1位置与姿态控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
3.3.2动力系统优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
四、实验与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
4.1实验平台搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
4.2导航性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
4.2.1导航精度评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
4.2.2导航稳定性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
4.3表型检测效果评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
4.3.1检测准确率分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
4.3.2检测速度测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
4.4实际应用案例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
五、结果分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
5.1导航性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
5.2表型检测效果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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