温室农业机器人寻航路径优化算法研究与实现开题报告
2022-01-09 21:49:46
全文总字数:1860字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
随着科学技术的日益发展,移动机器人在温室中得到了广泛应用。温室机器人使各生产环节相互配合,实现了生产自动化,大大提高了作业效率和作业质量,降低了生产成本。而机器人路径规划是机器人学的一个重要研究内容,一个好的路径规划应该兼顾队规划速度和路径质量的期望。因此,通过研究此问题,深入与改进一种适合大规模并行且具有智能特征的路径优化算法已成为有关学科的一个主要研究目标和引人注目的研究方向。本课题的主要目的就是在机器认续航路线实现设定好的情况下,若出现突发性任务,比如突然爆发的病虫害,机器人要改变路线去解决问题,则此时需要重新规划最优路径,以便尽快找到检测目标。
国内外研究现状
目前国内外的研究,主要集中在以下四个方面:1、人工势场法人工势场法是由Khatib提出的一种虚拟力法。原理是将机器人在环境中的运动视为一种机器人在虚拟的人工受力场的运动。障碍物对机器人产生斥力,目标点对机器人产生引力,引力和斥力的合力作为机器人的加速力,来控制机器人的运动方向和计算机器人的位置。2、遗传算法遗传算法是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法,也是目前机器人路径规划研究中应用较多的一种方法。3、模糊逻辑算法模糊逻辑算法是基于实时传感信息的一种在线规划算法。李彩虹提出了一种在未知环境下移动机器人的模糊控制算法,庄晓东提出一种动态环境下中基于模糊概念的机器人路径搜索算法。4、神经网络算法神经网络作为一个高度并行的分布式系统,为解决机器人系统实时性要求提高的问题提供了可能性,并应用于机器人路径规划方面。2. 研究的基本内容
本课题主要基于温室环境,温室情况稳定,地图是静态的,不用考虑路障的问题;不会设定超出机器人电量的任务,所以也不用考虑电量的问题;因为续航路线是事先设定好的,所以主要考虑机器人任务的突发性,比如突然爆发的病虫害,机器人要改变路线去解决问题,则此时需要重新规划最优路径,以便尽快找到检测目标。
其次通过Java可视化界面展示出来,该系统能够展示机器人在温室地图中的巡航路经,同时可以设定各类突发性任务来观察机器人的应变情况
3. 实施方案、进度安排及预期效果
-2018年3月10日起与指导老师探讨系统的需求与细节,确定调查方案,查阅相关文档文献资料并学习,了解本系统所涉及到的基本知识和相关理论。-2018年3月20日起确定确定设计方案,开始实施系统的开发阶段,逐步完成功能要求,并参考其他一些相关实例完善自己系统的功能。-2018年4月15日起开始起草毕业论文,毕业设计报告形式参照网上模版整理完善设计成果。-2018年5月20日交给指导老师查阅,在导师的指导下完成论文初稿修改,经过反复修改,形成终稿,装订成册 上交学院,同时为毕业论文答辩做准备工作。
4. 参考文献
[1]王淼弛. 基于a*算法的移动机器人路径规划[d].沈阳工业大学,2017.[2]高峰, 李艳, 见浪護,等. 基于遗传算法的农业移动机器人视觉导航方法[j]. 农业机械学报, 2008, 39(6):127-131.
[3]史恩秀,陈敏敏,李俊,黄玉美.基于蚁群算法的移动机器人全局路径规划方法研究[j].农业机械学报,2014,45(06):53-57.
[4]雍俊海.java程序设计教程(第3版)java程序设计(第2版)[j].计算机教育,2015(01):2.