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为提高果园作业自动化程度,减少劳动力消耗,进一步推进机器人的应用,开发了一种果园移动机器人,能够作为果园修剪、喷药、采摘作业平台。本文以德国SICK公司生产的LMS291激光测距传感器作为环境探测设备,以自制OrBot-1机器人为平台,设计了相应的避障控制系统,实现了模拟果园环境下机器人的自主避障行走,主要研究内容如下：(1)搭建了移动机器人的硬件平台,对其中的各个设备进行了详细的描述,介绍了整个控制系统的工作流程,对整个系统运行的架构进行了设计,建立了坐标系统模型,激光传感器模型,对极坐标系与直角坐标系相互之间的转换过程及转换公式进行了推导,实现障碍物的准确定位,并对激光传感器的误差进行了分析和讨论。(2)对激光传感器获得的数据进行提取并进行预处理,以减少了数据的存储量,提高系统的动态性能。提出了障碍物识别算法,对障碍物群进行了分类。建立了以激光传感器为原点的滚动窗口,实时识别窗口内障碍物,并将环境中相邻之间间距小于机器人宽度的障碍物进行合并,得到能够使机器人规划导航路径的障碍物群。(3)通过霍夫变换对果树树行进行了导航路径拟合,提取了树行间的直线,并将树行间中心线作为导航路径。基于PID控制设计了机器人直线行驶控制器,试验结果表明,当机器人在模拟果园环境下以0.14m/s速度行驶时,最大横向偏差为0.26m。(4)对果园移动机器人的避障策略进行了研究,设计了包含紧急避障、精确规划避障控制结构,该结构能够随着果园环境的变化而自主地调整障碍物感知过程及整个路径规划策略,以适应不同的障碍物条件下避碰的要求。利用传感器实时获得的局部环境信息,将果树与障碍物区分,寻找机器人可以通过的区间,规划导航的路径拟合线。采用模糊控制设计避障系统控制器,以机器人横向偏差和航行角作为模糊控制器的输入量,以履带变化量△u作为控制器的输出量,并通过实验验证了整个避障系统的稳定性。(5)以VC++作为开发平台,完成了从导航数据的获取,设计路径规划算法,控制指令的发送和执行等一系列程序的开发,完成了对整个避障控制系统的总体设计