近年来,随着生活水平的不断的提高,人们对生活环境质量的要求也越来越高,绿化面积不断增多,割草的任务越来越繁重,为了节省劳动力,企业和高校对割草机器人的研究越来越多。本文针对割草机器人的路径跟踪以及避障策略进行研究,具体内容如下:(1)针对割草机器人草地边缘路径跟踪问题。提出了基于角点检测与最小二乘法的直线拟合算法,对草地边缘路径进行直线拟合,并通过实验证明,此算法可以有效的对草地边缘进行直线的拟合。然后利用本文提出的基于几何中心的路径跟踪算法对草地路径进行跟踪。使用上述的直线拟合算法,得到拟合后的草地边缘直线方程,通过分析前后两帧图像差异,得到控制量,使得机器人进行草地边缘的跟踪。(2)针对割草机器人户外工作环境复杂的问题。非平坦的路面环境以及风力等外界因素带来的阻力影响,会对路径跟踪造成大量的误差,针对此问题提出在路径跟踪算法的基础上加入卡尔曼滤波以提高跟踪精度,并对卡尔曼滤波的误差控制做了仿真。(3)针对割草机器人的避障策略问题。首先对于静态障碍物提出了反应式的避障策略,结合基于速度势场的动态避障策略,得到一个综合的静动结合的避障策略。并且,对于大型的特殊障碍物,提出了局部优先避障策略。机器人判断障碍物的类型以及是否处于移动状态,根据障碍物是否移动选择不同的避障策略,最后用栅格环境对以上避障策略进行了避障仿真。
