基于 Seekur 的农田机器人激光避障设计与仿真

无人机避障设计与实现作者：詹计雨韩士杰雷笑天金楠森张健来源：《电脑知识与技术》2018年第31期摘要：针对四旋翼无人机避障的速度和精度，该文基于Arduino Mega2560单片机以及遗传算法和蚁群算法，设计了一种新型无人机全局避障算法和的硬件结构。

全局避障算法针对航迹规划，结合两种启发式算法，收敛速度快，不易早熟收敛。

算法通过MATLAB仿真与无人机测试，效果良好。

关键词：蚁群算法;遗传算法;航迹规划;Arduino Mega2560单片机;无人机中图分类号：TP311; ; ; 文献标识码：A; ; ; 文章编号：1009-3044（2018）31-0098-03四旋翼无人机的机械结构好，可执行多种任务，应用前景巨大。

所以无人机航迹规划算法和相应的硬件结构成为当下研究热点。

麻省理工学院研制的Kinect，基于SLAM算法进行环境建模，自主3D地形映射与飞行，功能非常先进。

即使在GPS盲区与障碍物密集的城市也能安全飞行。

本文旨在对避障无人机进行整体设计。

使无人机可以安全快捷的避障。

无人机外骨架防撞功能较强，不会伤及行人。

航迹规划使用改进的蚁群算法，结合传统蚁群算法与遗传算法的优势，使算法收敛速度更快，不易陷入局部最优解。

无人机整体效果达到预期。

1 无人机硬件结构无人机外壳坚固轻便，减少了飞机重量和惯性对于避障的影响。

外围的圆形保护器通过四个减震器与无人机主体连接，可以防止无人机碰撞建筑物或者将人划伤，拥有比较强的防撞击功能，整体如图1所示。

使用KS103超声波测距模块，波束角为45°-50°，分别放置在无人机的水平方向的4个方向与竖直的2个方向，水平方向每隔90°安装一个测距模块。

超声波发射与接收的时间的数据，通过I2C方式传送给Arduino Mega2560开发板。

2 无人机避障算法2.1 环境建模采用栅格图法进行环境模型的构建。

假设无人机飞行的空间区域为S，不妨表示为[{x min≤x≤x max，y min≤y≤y max，z min≤z≤z max}]考虑到GPS模块的会有1-2米的误差，故纬度值每0.003分为一个单位，约5.511米，作为坐标系的横坐标。

新型多功能越障机器人设计与功能仿真陶俊杰;臧红彬;蔡勇【摘要】设计了一种具有平面内3自由度全方位移动,并且能够被动自适应越过轮子直径1.5倍垂直高度障碍的机器人.该机器人采用六个独立驱动轮控制.车身上采用四个Mecanum驱动轮矩形布置,使越障机器人具有平面内的全方位移动功能.前、后轮采用全向轮,使其能够在原地转弯和横向移动时候与地面保持滚动状态,减少轮子滑动摩擦.运用MATLAB软件对其前轮子中心坐标编程,找出其运动轨迹,并优化越障四连杆设计尺寸大小.最后对整个机器人系统在平面内的直行、横行、原地转弯、爬楼梯以及起伏路面运动等功能进行了虚拟样机系统仿真验证.仿真结果表明:该越障机器人机构设计合理,具有全方位移动和越障功能强的特点.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P228-231)【关键词】越障机器人;全方位移动;MATLAB仿真;虚拟样机仿真【作者】陶俊杰;臧红彬;蔡勇【作者单位】西南科技大学制造过程测试技术省部共建教育部重点实验室,四川绵阳621010;西南科技大学制造过程测试技术省部共建教育部重点实验室,四川绵阳621010;西南科技大学制造过程测试技术省部共建教育部重点实验室,四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】TH13;TP242非结构环境中的多功能全自主移动机器人技术一直是机器人研究中的热点问题之一[1]。

美国NASA研制“好奇号”火星探测车，从整个着陆到机器人设计都充满了创意，代表了移动机器人发展的最高技术，受到了全世界的瞩目[2-3]。

瑞士联邦学院研发的六轮腿机器人Shrimp，该机器人前臂装有弹簧装置可以满足不同地形的行走要求，并且前臂还需要与地面保持接触以满足越障的要求，该机器人6个车轮全部为独立驱动[4-5]。

中国“玉兔号”月球车采用“六轮独立驱动，四轮独立转向”的方案，具备20度爬坡、20厘米越障能力[6]。

科技与创新I Science and Technology & Innovation —文章编号：2095 - 6835 (2021 ) 04 - 0032 - 03{ 2021年第04期］基于Arduino 的智能避障小车设计** ［基金项目］新疆农业大学大学生创新项目（编号：dxscx2020299 ）曾颖琳，董欣，倪鹏，郭斌（新疆农业大学计算机与信息工程学院，新疆乌鲁木齐830052）摘 要：避障功能是无人驾驶的研究基础。

为了进一步掌握小车的避障功能，利用Arduino 核心控制芯片和超声波避障传感器设计了智能避障小车，通过开发避障算法，实现了智能小车的自动避障功能。

该小车经过通过实验测试，其功能满足避障的基本需求，具有一定的现实意义。

关键词：Arduino ；智能小车；超声波；自动避障 中图分类号：TP23 文献标志码：A1引言目前，人工智能和自动化技术的快速发展引领了许多产 业的飞速进步，越来越多的智能控制产品走进了人们的生 活。

自动驾驶车应用了智能控制、模式识别、计算机、传感器等多种技术［1］。

自动驾驶车的应用不但可以有效地缓解交 通问题，而且可以把人从驾驶过程中解放出来，避免由疲劳 驾驶、酒驾、操作失误等引起的突发意外，从而为人们的生活提供便利，因此，它越来越受到人们的密切关注。

智能避 障小车是自动驾驶车的雏形，也是必备的基础之一，其主要 是解决车在行驶过程中的自动避开障碍物的问题，这一问题的解决也是辅助车自动驾驶的必要条件之一，所以对其进行 研究和探讨具有一定的意义。

目前，各院校都有过对智能避障小车研究的报道，且获得了一定的应用。

作为自动驾驶的重要基础，利用所学的知识实现智能避障小车不但为以后的 开发积累必要的经验，也是进一步研究的必经之路。

本文是 以Arduino 开发板作为核心控制器，结合超声波传感器、电 机、舵机等硬件设计和程序调用，实现避障功能以达到小车的自动行驶。

0&0&0&0&0&0&0©0令0°0j设计与开发II I0&0&0&0©0°0&0&0°0&0基于Arduino典型传感器智能避障小车的设计开发付晓云（沈阳理工大学机械工程学院实验中心沈阳110159）摘要以Arduino UNO开发板为核心，以红外传感器、超声波传感器、电机、车轮等外部固件，小车能实现自主避障的功能，该装置通过红外传感器监控，经由Arduino处理器处理，控制智能避障小车躲避障碍。

主要讨论以Arduino UNO开发板为核心的超声避障小车制作过程,它是由4个直流电机和L298n电机驱动模块控制行驶方向，辅以舵机和超声波传感器组成的超声避障模块实现避障功能，用Arduino IDE编程软件编写总体程序。

智能避障小车具有实际意义，在一些非常危险的情况下它能够代替人进行工作；特别是避障小车的探测功能，在抗震救灾中能够起到极大的作用。

关键词Arduino IDE Arduino UNO智能避障小车智能车领域以美国、意大利、法国等国家处于领先地位，在智能车领域有着一系列研究成果。

车辆与控制人员之间能够进行信息交流利用的是无线电及光缆技术，操作人员可以根据反馈的信息远程遥控车辆。

与上述这些在智能车领域处于前沿的国家相比，我国在智能车方面的起步比较晚，但目前也取得了很大进步，清华大学研制的“THMR-V”的智能车就是其中之一。

“THMR-V”的智能车能够在标准路面自动追踪车道线，在复杂的路面能够根据实际情况自行避障。

但此智能车也有不足，只能在结构化道路上画有清晰白线处进行车道跟踪。

国防科技大学在车辆的自动驾驶技术方面起步较早，CITAVT系列无人驾驶车是其主要的研究成果，其中CITAVT-IV型视觉导航自主车的主要目标是研究在结构化道路环境下的自主驾驶技术[1]o 此类型无人驾驶车在视觉识别方面有所缺陷，有时不能正确识别道路出口。