[发明专利]一种农业机器人定位系统

说明书

本发明涉及一种农业机器人定位系统，其特征在于，包括主控模块，以及与所述主控模块连接的SLAM模块、地磁传感器、各电机驱动和测速传感器；所述SLAM模块与激光雷达和陀螺仪连接，所述电机驱动与驱动轮电机一一对应连接，所述驱动轮电机与驱动轮一一对应连接。所述驱动轮有四个，分别是左前轮、左后轮、右前轮和右后轮。所述测速传感器是编码器，所述编码器与所述驱动轮一一对应。本发明采用激光雷达、编码器、陀螺仪、地磁传感器，设计了多传感器信息融合的导航定位系统，实现地图绘制和定位功能，受农作物的影响较小。

技术领域

本发明属于农业机器人技术领域，具体涉及一种农业机器人定位系统。

背景技术

目前的室内导航系统，有无线定位导航系统、自动寻线导航系统等。但是，在农业温室环境中，无线定位导航系统的信号传输会受到农作物的影响，自动寻线导航系统需要铺设导航线路，无法适应多变复杂的农业环境。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明设计了一种农业机器人定位系统，受农作物的影响较小，不必铺设导航线路，可以实现农业机器人的在温室环境下自主定位导航的功能。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种农业机器人定位系统，包括主控模块，以及与所述主控模块连接的SLAM模块、地磁传感器、各电机驱动和测速传感器；所述SLAM模块与激光雷达和陀螺仪连接，所述电机驱动与驱动轮电机一一对应连接，所述驱动轮电机与驱动轮一一对应连接。

进一步，所述测速传感器是编码器，所述编码器与所述驱动轮一一对应。

进一步，所述驱动轮有四个，分别是左前轮、左后轮、右前轮和右后轮。

进一步，所述陀螺仪采用MPU-6050模块。

进一步，所述主控模块的主体是以ARM架构的STM32F103VET6芯片。

进一步，所述主控模块还包括电源转化电路、复位电路、时钟电路及去耦电路。

进一步，所述主控模块还包括电源指示灯电路和蜂鸣器电路；所述蜂鸣器电路提示所述定位系统工作的相关进度。

进一步，所述驱动轮电机是直流电机。

进一步，所述主控模块、SLAM模块、各电机驱动、激光雷达、陀螺仪和地磁传感器固定在农业机器人的移动小车车体上。

工作时，所述激光雷达扫描一个360度的二维平面地图数据并传送给所述SLAM模块，所述SLAM模块对该二维平面地图数据处理并提取地图中的特征点、判断机器人在环境中的位置；同时，所述陀螺仪采集农业机器人与水平面的夹角信息、所述地磁传感器采集农业机器人在水平面内的方向信息，并分别传送给所述SLAM模块，所述SLAM模块经过数据融合算法得到角度数据从而确定机器人的航向角；

然后，所述SLAM模块根据航向角将机器人应该向X轴向（左右向）和Y轴向（前后向）移动的速度量，及机器人转向时的角速度量传输给所述主控模块；所述主控模块根据所述SLAM模块传输来的速度量、以及各编码器、所述地磁传感器、所述陀螺仪适时采集的信息，发送电机控制信号给各电机驱动，所述各电机驱动驱动各驱动轮电机进行正转或反转或调速，实现机器人的前进或后退或左转前进或右转前进或左转后退或右转后退或速度调节或停止的基本运动动作。

具体地，所述SLAM模块将所述激光雷达扫描的二维平面地图这样的局部地图数据进行SLAM算法处理，并构建出增量式全局地图，同时确定机器人系统自身的位置。