文 献 综 述

题目：基于超声波的农业机器人自动导航技术研究

摘要：农用机器人的自动导航对于农业发展起着重要的作用，性能良好，转向判断准确，安全舒适的自动导航的农用收割机是现代化农业不可缺少的一环，为实现农业收割自动化奠定基础。本文使用基于超声波的智能小车模拟农用收割机，并用障碍物模拟需要收割的农作物，使智能小车能够通过超声波传感器扫描小车四周的障碍物，进行有效的转弯和直行，并起到收割机所需要的操作，借此来模拟使用超声波扫描农作物实现自动导航的农用车的研究。模拟农用机的智能车的导航路径跟踪控制通常以农机运动学模型或动力学模型为核心，多采用最优控制、最优估计、自适应控制、人工神经网络、模糊控制、鲁棒控制等现代控制理论与方法；而无模型控制方法则可以避免建模不准确或者模型参数剧烈变化对农机路径跟踪控制性能所产生的负面影响。本文介绍了农用机器人自动导航技术以及智能小车的发展和超声波传感器的测距原理，在此基础上设计出以超声波扫描为主要导航途径的智能小车。智能小车通过超声波传感器采集信号传送至单片机，单片机根据所的数据通过一定算法得到能改变车速及舵机转向的PWM信号从而使智能车沿着所需的方向行驶。

预期经过测试，用于模拟的智能小车能够根据超声波传感器所扫描的路径按要求行驶，转向，并能够保持所需车速行驶，操作简便，达到要求，借此可模拟超声波自动导航的农用车按需求行驶。

关键词：自动导航,智能小车，超声波扫描，PID控制

引言

智能车是汽车产业的最新前沿科技，有着广阔应用前景和实际意义。智能车融合了环境感知、计算机、路径的规划与决策、自动控制、通信技术、机械及车辆工程等多个领域的高新技术，是现代智能车工业领域高科技和高新技术的结合体。而农业机器人的自动导航可提高农业机械的田间作业质量和效率，减轻操作人员的劳动强度，是现代农业和精准农业的必然要求，因此对农业机械的自动导航技术的研究具有十分重要的意义。针对实车试验平台费用高昂、安全性低、场地要求高等问题，智能小车的研究受到很多研究机构的欢迎。随着条件的日渐成熟，国内各大高校也加入针对智能小车的控制研究。超声波工作原理简单，信号的提取方便，在传播过程中，超声波方向性好且易于集中，因为，基于超声波导航的智能小车成为了研究重点。

所以本课题于了解农用机械智能化的发展意义及主要设计基于超声波导航的智能小车，模拟农用机器人，利用超声波采集已收割区和未收割区的边界，引导智能小车自动前进。

1. 国内外研究现状：

农业生产是人类社会存在和发展的基础，为了不断提高生产效率，改善农业生产环境，人类从诞生之日起，对农业生产方式的研究就从来没有停止过。农业机械化，使机械装置代替了人的劳动，把人从繁重的体力劳动中解脱出来，极大的推动了农业生产的发展。进入 21 世纪，信息技术、传感器技术、控制技术、网络技术等的发展，将农业生产带入了自动化发展时代。农用机正朝着大型化、高速化方向发展，仅靠人的视力去识别收获边界，保证农用机作业时割幅一致性将变得越来越困难。因此自动导航的农用机更是符合当今发展的现状，所以对此的研究刻不容缓。