基于Atmega168绿篱修剪机器人的设计

设计了一种基于Atmega168单片机控制系统的园林绿篱修剪机器人,以步进电机为核心的执行级控制系统,描述了修剪机器人的硬件和软件设计方法及过程。在软件设计上,采用模块化子程序的思想,详细明确地划分逻辑功能模块,提供统一控制参数,对绿篱修剪机器人机械臂上的步进电机参数进行了分析。通过实验分析表明,所设计的控制系统能达到修剪执行的要求,对不同关节位置的参数调整能够实现不同高度及位置的修剪,通过对路径的设定能够实现自动化控制修剪,具有一定的应用价值。

基于APF的绿篱修剪机器人避障应用研究

随着人们对美好环境的需求愈来愈高,使得环境绿化愈加重要,而绿篱是环境绿化的重要方式之一。绿篱修剪仅靠人工进行效率低,绿篱修剪机器人则可以提高工作效率,提升绿篱养护质量。绿篱修剪机器人在进行修剪作业时需要进行实时避障,避障所用的算法较多,其中的传统人工势场法(Artificial Potential Field以下简称APF)是一种被广泛应用的算法,具有计算简单快速,能实时避障的特点,但由于其存在行避障局部极小值,导致绿篱修剪机器人无法顺利到达目标位置进行修剪作业。通过对APF避障失败原因分析,在此基础上用粒子群算法对APF算法进行优化,分析所产生的障碍物是否影响绿篱修剪机器人到达目标点,找出产生影响的障碍物,在相应的障碍物位置处增加外部扰动使绿篱修剪机器人逃出局部极小值点,最低到达目标位置进行修剪作业。通过设计的仿真实验平台对改进后的算法进行仿真实验,并与传统APF仿真实验结果进行对比,验证了该算法的正确性和有效性。