摘要:針對(duì)現(xiàn)有玉米噴藥機(jī)器人存在轉(zhuǎn)向響應(yīng)慢、作物行檢測(cè)方法以及跟蹤控制器穩(wěn)定性差等問題,,設(shè)計(jì)一種基于激光雷達(dá)導(dǎo)航系統(tǒng)的四輪驅(qū)動(dòng),、差速轉(zhuǎn)向式線控底盤噴藥機(jī)器人,。首先設(shè)計(jì)機(jī)器人整機(jī)結(jié)構(gòu),根據(jù)工作原理對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì),。提出一種基于3D激光雷達(dá)的作物行檢測(cè)方法,,經(jīng)過點(diǎn)云預(yù)處理和地面點(diǎn)云濾波得到機(jī)器人前方的作物點(diǎn)云,根據(jù)點(diǎn)云在橫向坐標(biāo)軸的分布數(shù)量劃分不同的作物行,,并利用分段幾何中心擬合作物行中心線,。同時(shí),設(shè)計(jì)一個(gè)雙輸入單輸出的模糊控制器,,以作物行中心線獲取的偏航角和橫向偏差為輸入,,利用49條模糊規(guī)則和Mamdani法進(jìn)行模糊推理,再通過重心法將輸出量解模糊為線控底盤兩側(cè)車輪輪速差,。在苗期玉米田進(jìn)行機(jī)器人行駛性能試驗(yàn)和導(dǎo)航性能試驗(yàn),。試驗(yàn)結(jié)果表明,機(jī)器人能夠爬越坡度20°以下斜坡,,差速原地轉(zhuǎn)向360°時(shí)幾何中心位置平均偏差為7.66 cm,,具有足夠的驅(qū)動(dòng)力和較好的轉(zhuǎn)向靈活性;激光雷達(dá)檢測(cè)三葉期和小喇叭口期的玉米作物行時(shí),平均誤差角分別為0.93°和0.85°,,平均檢測(cè)時(shí)間為0.031 s,,據(jù)此確定的定位信息具有較高的精度且滿足實(shí)時(shí)性;通過定位信息和模糊控制器跟蹤作物行時(shí),機(jī)器人平均跟蹤誤差為0.061 m,,標(biāo)準(zhǔn)差為0.038 m,,能夠滿足苗期玉米田的自動(dòng)導(dǎo)航需求。