超声波避障果园喷雾机器人自动避障设计毕业论文

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1、毕业论文（设计）题目：果园喷雾机器人自动避障设计摘要果园喷雾机器人在工作的时候不可避免地受到障碍物的干扰，障碍物会严重影响机器人的工作效率，严重会使机器人损坏，机器人还会对身边工作人员造成安全威胁，所以实现机器人的自动避障非常重要，由于果园机器人体型比较大，需要检测到远距离的障碍物，因此设计方法非常重要，本论文采用单片机80C51为核心，用T/R-40-12型超声波测距的方法检测障碍物，通过单片机对信号的处理，驱动电机的转向，前进与后退，从而达到自动避障的功能。通过实践得出超声波的测距误差在5%之内，该设计的性能稳定，果园喷雾机器人能够绕开障碍物

2、去实现对果树喷雾的目的。关键词80C51单片机，果园喷雾机器人，超声波传感器，超声波测距AbstractOrchardspraywhentherobotatworkinevitablybeinterferencefromobstructions,obstacleswillseriouslyaffecttheefficiencyoftherobot,therobotwouldseriouslydamage,therobotwillbeonstaffaroundasecuritythreat,sotoachieveautomaticobstaclea

3、voidancerobotisveryimportant,becauserelativelylargesizefruitrobotneedstodetectthedistanceofthebarrier,sodesignisimportantInthisthesis,80C51microcontrollercore,withT/R-40-12ultrasonicrangefindertodetectobstacles,thesignalprocessingthroughtheMCUtodrivethemotorturning,forwardand

4、backward,soastoachieveautomaticobstacleavoidancefunction.Obtainedthroughthepracticeofultrasonicrangeerrorwithin5%ofthedesignofstable,orchardsprayingrobotcanbypasstheobstaclestoachievingthepurposefruitspray.Keywords80C51microcontroller,orchardsprayrobot,ultrasonicsensors，ultra

5、sonicranging目录1绪论11.1激光传感器11.2视觉避障11.3超声传感器11.4避障系统设计思想22系统设计32.1总系统设计32.2单片机输出电路的设计32.3障碍物的信息的采集43超声波测距设计53.1超声波测距工作原理53.2超声波测距系统硬件设计53.3测距算法设计93.4程序流程103.5避障的实现114总结12致谢13参考文献14附录151绪论移动机器人是机器人的重要研究领域，人们很早就开始移动机器人的研究。斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和CharlesRosen等人[1]，在1996年至1972年中研制

6、了Shakey的自主移动机器人[2]，目的是应用人工智能技术研究机器人在复杂环境下的自主推理、规划和控制。20世纪70年代末，随着计算机的应用和传感技术的发展，移动机器人的研究又出现了新的高潮。20世纪90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术，高适应性的移动机器人控制技术，真实环境下的规划技术为标准，开展了移动机器人更高层次的研究。避障是智能移动机器人基本的功能，具体的实现方法多种多样。避障使用的传感器主要有超声传感器、视觉传感器、红外传感器、激光传感器、接近觉传感器等传感器1.1激光传感器激光测距传感器的方向性特别好，对一般应用

7、可以认为是理想的直线。激光测距传感器的波束很窄，所以方向性好，因此可得到障碍物的准确位置。激光测距的精确度很高，但是激光测距的技术复杂，实现难度较大，而且一些激光传感器发射的激光，对人的眼睛有伤害[3]。1.2视觉避障视觉避障的优点是探测范围广，可以获得物体的形状、速度等信息[4]。实际应用中使用多个摄像机，或是利用一个摄像机的序列图像来计算目标的距离和速度，还可采用SSD算法，根据一个摄像机的运动图像来计算机器人与目标的相对位移，并用自适应滤波对测量数据进行处理，以减小因环境不稳定性造成的测量误差。在图像处理中，边缘锐化、特征提取等图像处理方法

8、计算量大，实时性差，对中央处理机要求高，不适合在较小的自主移动机器人上使用。视觉测距法检测不能检测到玻璃等透明障碍物的存在，另外受视场光