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虚拟环境下农业移动机器人行为及其仿真建模 被引量：23
1
作者 邹湘军 罗锡文 +4 位作者 卢俊 罗陆锋 李宗樑 莫雪生 范蕾 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期551-553,562,共4页
由于农业移动机器人的作业环境与对象的复杂性和不确定性,使机器人在作业时不能有效地获取导航知识以便对其行为进行决策。利用人工智能和虚拟现实技术,研究了移动机器人的复杂行为,构建虚拟环境和基于规则和案例的知识库,对机器人复杂... 由于农业移动机器人的作业环境与对象的复杂性和不确定性,使机器人在作业时不能有效地获取导航知识以便对其行为进行决策。利用人工智能和虚拟现实技术,研究了移动机器人的复杂行为,构建虚拟环境和基于规则和案例的知识库,对机器人复杂行为分类,把复杂行为分解为简单、特定和已知的行为。对于不确定的和没有前驱知识的行为,利用相似案例和不确定推理为行为进行导航。然后,建立了多Agent行为决策系统,定义了该结构的六元函数,建立了消息和事件驱动机制,实现了虚拟环境下移动式机器人对水果的采摘行为及其仿真建模。 展开更多
关键词 农业移动机器人 复杂行为 不确定性 多AGENT决策 虚拟环境
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基于云模型的农业移动机器人人机合作路径规划 被引量：7
2
作者 张欣欣 薛金林 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期105-111,共7页
【目的】实现农业移动机器人在复杂动态的农业环境中实时准确地无碰撞行驶。【方法】基于云模型的不确定性在线推理方法,提出一种基于云模型的动态引导A*(CDGA*)算法进行人机合作路径规划,将人的专业知识和喜好等引入DGA*优化中,实现机... 【目的】实现农业移动机器人在复杂动态的农业环境中实时准确地无碰撞行驶。【方法】基于云模型的不确定性在线推理方法,提出一种基于云模型的动态引导A*(CDGA*)算法进行人机合作路径规划,将人的专业知识和喜好等引入DGA*优化中,实现机器人更快速的路径规划。利用Matlab软件对CDGA*算法与DGA*算法进行仿真对比分析。【结果】静态路径规划中,DGA*算法与CDGA*算法的close的点数分别为158和96,人员规划时间分别为8.8和4.0 s,规划总时间分别为15.6和8.9 s;动态路径规划中,DGA*算法与CDGA*算法的人员规划时间分别为12.5和5.8 s,规划总时间分别为23.3和14.6 s。【结论】提出的CDGA*算法能够大大减少产生的节点数,缩短规划时间,提高搜索效率。 展开更多
关键词 农业移动机器人 人机合作 云模型 DGA*算法 CDGA*算法 路径规划
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自然光照环境下基于人工蜂群算法的农业移动机器人视觉导航线提取 被引量：12
3
作者 孟庆宽 杨晓霞 +2 位作者 刘易 刘永江 张振仪 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期919-929,共11页
为了解决常规农业移动机器人导航基准线提取方法存在识别速度慢、检测精度低以及对光照变化敏感等问题,提出1种自然光照环境下基于人工蜂群算法的视觉导航路径提取方法。首先,将视觉传感器获取的作物图像进行灰度化处理,通过图像熵对灰... 为了解决常规农业移动机器人导航基准线提取方法存在识别速度慢、检测精度低以及对光照变化敏感等问题,提出1种自然光照环境下基于人工蜂群算法的视觉导航路径提取方法。首先,将视觉传感器获取的作物图像进行灰度化处理,通过图像熵对灰度图像质量进行估计,当光照条件变化时,在线调整摄像机曝光时间,使获取的图像质量达到最佳状态,以提高后续图像处理对光照变化的适应能力。然后,采用类间最大方差法对图像进行分割,将作物信息与土壤背景分离,运用形态学滤波方法消除分割图像中的杂草噪声。最后,对图像顶部和底部分别进行灰度垂直投影,获取作物行区域并提取作物行特征点,利用人工蜂群算法搜索2个特征点,使其构成的直线所含目标点数最多,并将这条直线作为作物行中心线,进而得到导航路径。结果表明,在不同光照度条件下,基于图像熵的曝光时间调整方法可以有效降低光照度变化对后续图像处理的影响;基于人工蜂群算法的导航基准线提取方法可以快速有效地识别作物行与导航路径,处理1幅640×480像素的图像平均耗时76.4 ms,与传统导航基准线提取方法(Hough变换算法、最小二乘法)相比,人工蜂群算法具有检测速度快、准确性高的特点。本研究提高了应用于田间作业的农业移动机器人导航路径识别精度。 展开更多
关键词 农业移动机器人 机器视觉 导航线识别 图像熵 人工蜂群算法
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遗传算法在农业移动机器人路径规划中的应用——基于矩阵二进制编码 被引量：6
4
作者 薛文奎 《农机化研究》 北大核心 2019年第12期69-73,共5页
基于生成编码、适应度函数、交叉和变异等4个方面,提出和实现了一种在农业移动机器人导航和路径规划中使用的矩阵二进制编码的新变种遗传算法。结合对农业移动机器人路径规划问题模型的分析,基于矩阵二进制编码的遗传算法,进行了农业移... 基于生成编码、适应度函数、交叉和变异等4个方面,提出和实现了一种在农业移动机器人导航和路径规划中使用的矩阵二进制编码的新变种遗传算法。结合对农业移动机器人路径规划问题模型的分析,基于矩阵二进制编码的遗传算法,进行了农业移动机器人路径规划的MatLab仿真分析。实验结果表明:农业移动机器人在存在复杂障碍物的情况下能够实现路径规划与导航,且所求路径是该条件下机器人穿过障碍物耗时最少、运动代价最小的路线。 展开更多
关键词 农业移动机器人 路径规划 遗传算法 矩阵二进制编码
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农业移动机器人远程监控系统的研究 被引量：1
5
作者 苏清华 陈军 《农机化研究》 北大核心 2010年第3期115-117,共3页
随着计算机技术的发展和网络技术的成熟,用农业移动机器人代替传统的人工劳作势在必行,目前使用无线通信设备和计算机实现对机器人的远程监控、图像采集以及数据传送等工作是一种可行性高、性能优异的方法。为此,对农业可移动机器人远... 随着计算机技术的发展和网络技术的成熟,用农业移动机器人代替传统的人工劳作势在必行,目前使用无线通信设备和计算机实现对机器人的远程监控、图像采集以及数据传送等工作是一种可行性高、性能优异的方法。为此,对农业可移动机器人远程监控系统的设计进行研究,通过控制效果的测试数据表明:使用无线设备对农业移动机器人进行监控所需响应时间短,机器人能够及时完成控制命令,因此基于无线通信设备的远程监控系统可以满足对农业机器人监控的实时性及可靠性要求。 展开更多
关键词 农业移动机器人 无线远程监控系统 控制测试
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基于移动通信网络的农业移动机器人遥操作研究 被引量：2
6
作者 杨洪涛 《农机化研究》 北大核心 2022年第3期111-115,共5页
以农业移动机器人为研究对象,首先介绍了基于移动通信网络的遥操作技术,并基于ARM嵌入式技术,设计了农业移动机器人硬件方案,并从硬件和软件两方面设计实现了该系统。实验结果表明:该系统能够出色地完成任务,满足了预期的效果,具有一定... 以农业移动机器人为研究对象,首先介绍了基于移动通信网络的遥操作技术,并基于ARM嵌入式技术,设计了农业移动机器人硬件方案,并从硬件和软件两方面设计实现了该系统。实验结果表明:该系统能够出色地完成任务,满足了预期的效果,具有一定的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 农业移动机器人 移动通信网络 遥操作 ARM
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基于自适应系数卡尔曼滤波的农业移动机器人组合定位 被引量：18
7
作者 邱权 胡青含 +2 位作者 樊正强 孙娜 张喜海 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期36-43,共8页
基于全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)的定位导航技术在半结构化、半开放式农业应用场景的部分区域,可能由于存在作物遮挡而导致GNSS接收信号出现短暂丢失的情况,进而影响机器人定位导航精度,甚至对作物和工... 基于全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)的定位导航技术在半结构化、半开放式农业应用场景的部分区域,可能由于存在作物遮挡而导致GNSS接收信号出现短暂丢失的情况,进而影响机器人定位导航精度,甚至对作物和工作人员造成伤害。针对这一问题,本文开展了农业遮挡环境下的GNSS与惯性导航系统(Inertial navigation system,INS)的组合定位方法研究。搭建了用于多传感器定位导航实验的农业机器人系统,该系统由履带式移动平台、GNSS、INS等硬件和ROS(Robot operation system)操作系统、远程操控界面等软件构成。提出了引入自适应系数的GNSS/INS组合定位卡尔曼滤波算法,当GNSS无法进行差分定位或定位数据产生跃变时,通过自适应卡尔曼滤波能够切换到INS定位,从而实现机器人自身位置、姿态的最优估计。在典型农业遮挡场景(果园)进行了实地组合定位实验,并通过GNSS单通道定位、INS单通道定位、常规卡尔曼滤波融合定位、引入自适应系数的卡尔曼滤波定位等4种定位方法的对比,验证了本文提出算法的有效性。现场实验表明:定位过程中,当100 m×20 m的实验区域内出现30 m×6 m的高遮挡区域时,与GNSS定位信息测量方法、INS航迹推算定位方法以及常规卡尔曼滤波组合定位方法相比,自适应系数卡尔曼滤波组合定位方法定位精度分别提升62.1%、48.5%、47.7%。 展开更多
关键词 农业移动机器人 组合定位 全球导航卫星系统 惯性导航系统 自适应系数卡尔曼滤波
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农业轮式移动机器人反演自适应滑模轨迹跟踪控制 被引量：13
8
作者 彭继慎 仇文超 +2 位作者 李军锋 李逃昌 宋立业 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第11期86-90,共5页
为提高农业轮式移动机器人路径跟踪控制的鲁棒性,提出一种基于农业轮式移动机器人反演自适应滑模控制策略。运用反演控制设计其运动学控制律,保证位置跟踪误差渐进收敛到零;根据动力学模型,设计自适应滑模动力学控制律,实现农业轮式移... 为提高农业轮式移动机器人路径跟踪控制的鲁棒性,提出一种基于农业轮式移动机器人反演自适应滑模控制策略。运用反演控制设计其运动学控制律,保证位置跟踪误差渐进收敛到零;根据动力学模型,设计自适应滑模动力学控制律,实现农业轮式移动机器人左右轮平稳的运行;运用李雅普诺夫定理保证闭环系统的最终一致稳定性。仿真实验验证了该方法的有效性和优越性,能够实现正弦型曲线路径跟踪。 展开更多
关键词 农业轮式移动机器人 反演控制 自适应滑模 路径跟踪 动力学模型
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基于what-where双通道理论的移动机器人场景仿生识别 被引量：1
9
作者 王富治 宋昌林 +1 位作者 蒋代君 冯代伟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期10-16,共7页
为解决自主移动农业机器人在复杂工作环境进行视觉导航的场景识别,根据what-where双通道理论建立了场景感知模型以及场景表示模型,提出了一种基于概率框架的场景仿生识别方法。基于对比度假设和中心假设计算显著图并建立能量函数对该显... 为解决自主移动农业机器人在复杂工作环境进行视觉导航的场景识别,根据what-where双通道理论建立了场景感知模型以及场景表示模型,提出了一种基于概率框架的场景仿生识别方法。基于对比度假设和中心假设计算显著图并建立能量函数对该显著图进行优化;利用专家网络分析视觉注意焦点的内容作为what信息,以视觉注意焦点转移形成的扫视序列作为where信息;根据动作识别规则,利用what信息和where信息建立可观测的马尔可夫链模型实现场景识别。移动机器人场景识别过程与人的识别过程相似,实验证明所提方法对室内场景识别性能良好,准确率平均达87.3%。 展开更多
关键词 农业移动机器人 场景识别 what-where双通道理论 视觉注意 马尔可夫模型
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