论文根据连栋式温室种植环境及工况特点,针对温室轨道式作业平台自动化程度低、入轨困难、操作不便、功能单一等难点,为满足自动化、智能化、多种作业需求,设计了一种用于连栋式温室种植多功能自主移动作业平台。移动作业平台主要采用视觉导航技术和RFID射频识别定位技术,实现移动作业平台在温室内搭载不同配套执行机构、自主视觉导航、自主定位转向、自主精准换轨。在温室中对移动作业平台的整体性能进行试验测试。本文研究内容主要包括以下四个方面:(1):连栋温室内自主移动作业平台总体方案设计。根据自主移动作业平台设计功能要求,分析了连栋温室种植环境特点,在借鉴国内外不同温室作业机械功能的基础上,对自主移动作业平台进行了总体方案设计,并分别对机械结构、控制系统、自主导航行走、驱动系统等进行了具体的方案设计。确定自主移动作业平台机械结构和地轮、轨道轮、轨道导向轮的设计,分别设计了自主移动作业平台主体结构和组成轮系的地轮、轨道轮、驱动轨道轮,确定了移动平台外形尺寸参数(长×宽×高)1700×770×330mm,轨道轮宽度65mm、直径80mm,地轮宽度20mm、直径80mm,导向轮直径100mm、圆柱面60mm,针对移动作业平台的防撞系统设计了组合超声波传感器和防撞条机构。(2):移动作业平台自主换轨方法研究。建立作业平台运动模型,分别对移动作业平台轮系配合尺寸、导航误差和路面状况对移动作业平台自主行驶影响进行分析,确定了基于视觉导航和RFID定位的移动作业平台自主行驶-定位转弯-换轨方案,在行驶速度设置为0.2m/s,载重分为空载或载重300kg,分别对移动作业平台进行了自主导航直行、自主进轨-出轨-换轨试验测试。根据试验数据对轮系之间配合尺寸和自主行走方案进行优化,在后轨道导向轮尺寸不变,前轨道导向轮尺寸减小5mm,后万向轮安装高度不变,增加前万向轮安装高度5mm的条件下,进轨-出轨成功率提高到97%。通过在管道端对移动作业平台转弯偏转进行视觉偏差纠正,纠偏成功率为95%。(3):移动作业平台自主定位导航控制方法研究:针对移动作业平台在温室内自主行走问题,采用视觉导航技术实现了移动作业平台的自主行驶,具体研究了导航线的提取和导航偏转角纠正方法,实现了移动作业平台在直线行驶速度为0.2m/s的条件下,视觉当行精度为30mm。采用RFID射频识别定位技术对移动作业平台进行定位控制,并对射频识别定位转弯、导航行走参数计算以及控制元器件的选型进行分析。(4):移动作业平台性能测试研究。针对移动作业平台自主导航、定位、换轨等功能,分别在实验室和连栋温室内对移动作业平台样机进行坡度路面行驶稳定性测试、导航行驶偏差测试、自主导航直线行驶测试、移动作业平台防撞系统性能稳定性测试、行驶速度对RFID射频识别定位精度测试以及二层搭载配套执行机构整体功能测试。测试结果表明,移动作业平台具备在温室内自主行驶和转弯的作业能力,在此基础上,可以开发出温室植保机器人、温室巡检机器人、温室运输机器人等,实现平台作为温室作业机器人通用地盘的属性。