量产活禽(肉鸡)智能化运输装备控制系统的设计_韩海豹.pdf
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1、文章编号:1673-887X(2023)01-0020-03量产活禽(肉鸡)智能化运输装备控制系统的设计韩海豹,化荣,张虎,陈杰(晋中信息学院,山西太谷030800)摘要肉鸡养殖产业正向着规模化、集约化的方向发展,为减少活禽运输的应激反应,设计了一款智能化运输车。本设计基于STM32F429IGT6嵌入式微处理器的智能化底盘和基于STM32H743嵌入式微处理器的图像识别智能运输车。通过摄像头进行信息采集和模型的学习,运用OpenMV4软件调试监控窗口,搭载MT9M114模组摄像头,可对路径进行规划,同时,运用WT53R的激光测距避障和跟随技术避免运输车行驶过程中发生碰撞。实际的调试和运行结果
2、表明,智能运输车能较好地执行视觉巡线和激光测距避障、跟随任务。关键词嵌入式;视觉路径规划;避障;跟随中图分类号S233.5文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.01.006Design of Intelligent Transportation Equipment Control Systemfor Mass Production Live Poultry(Broiler)Han Haibao,Hua Rong,Zhang Hu,Chen Jie(Jinzhong College of Information,Taigu 030801,Shanxi,C
3、hina)AbstractAbstract:Broiler breeding industry is developing towards the direction of scale and intensification.In order to reduce the stress reaction of live poultry transportation,a kind of intelligent transport vehicle is designed.This design is based on STM32F429IGT6 embedded microprocessor int
4、elligent chassis and STM32H743 embedded microprocessorbased image recognition intelligent transportvehicle.Through the camera for information collection and model learning,using OpenMV4 software debugging monitoring window,carrying MT9M114 module camera,can plan the path,at the same time,WT53R laser
5、 ranging obstacle avoidance and trackingtechnology is used to avoid the collision of transport vehicles.The practical debugging and running results showed that the intelligentvehicle can perform the tasks of visual line patrol,laser ranging,obstacle avoidance and following well.Key words:flushbonadi
6、ng,visual path planning,obstacle avoidance,following规模化肉鸡养殖中肉鸡的群体数量较大、密度相对较高,饲养管理措施的改进有助于避免肉鸡规模化养殖中出现的疾病问题1。随着集约化养殖技术的不断推行,肉鸡从养殖场运往屠宰场的过程面临着多因素的综合压力2。活禽运输相比快递运输、冷链运输,在时效性方面要求更加严格,费时费力,不安全,不卫生。司机和装卸人员要与鸡鸭亲密接触,因为鸡在遭到惊吓时会“舞翅飞逃”,所以抓鸡装鸡有特殊要求。运输途中家禽多处于高度应激状态,能量消耗增加,基础代谢增强,应及时监控与处理。随着科技的快速发展,自动化、智能化的养殖设备已广
7、泛应用于各类禽畜养殖厂中。这些设备的使用极大地降低了养殖成本,有效地提高了养殖业的经济效益。由此可见,自动化、智能化的养殖设备对养殖业的发展有积极的促进作用。设计一款智能化禽类运输车,是解决养殖现场禽类快速、高效、安全运输的重要手段。1系统设计方案本系统装载了智能化底盘控制系统,集成了MPU9020九轴陀螺仪、双驱步进电机和强扭矩的舵机 PWM 输出通道。搭载摄像头进行图像处理,实现车自动规划路径,同时采集测距模块的数据,与底盘控制系统进行融合,实现智能无人物流车的视觉巡线、避障或跟随功能。系统整体设计分为底盘控制系统和视觉控制系统。底盘控制系统以 STM32F429IGT6 为核心,为本系统
8、的主控芯片。智能运输车设置开机键和复位键,使用24 V锂电池供电。智能无人车的开机与复位通过按键完成,配备24 V的锂电池进行供电。本车采用双驱步进电机和舵机进行驱动,运输车的移动使用伺服步进电机驱动进行控制,通过车轮的转速使用PWM波控制电机来实现,并且可以实现正反转和大角度转弯,灵活性较高。利用MPU9020九轴陀螺仪传感器纠正车的偏航角,运用WT53R的激光测距传感器采集距离,实现避障和跟随功能。视觉控制系统以STM32H743为核心,搭收稿日期2022-10-21基金项目“2021年山西省 1331工程 资助”提质增效建设计划项目;2022年山西省高等学校大学生创新创业训练计划项目“智
9、能无人物流车”(20221615);2021年山西省高等学校教学改革创新项目“新工科背景下现代产业学院建设的探索与实践”(J2021930)。作者简介韩海豹(1984-),男,山西人,讲师,研究方向:智能控制与检测技术。第1期(总第397期)农业装备20载MT9M114模组,利用软件算法进行图像处理,来规划物流车的运动路径,结合OpenMV4软件调试监控窗口获取车当前环境来调整运输车巡线视角。伺服步进电动驱动器MPU9020九轴姿态传感器激光测距传感器数据传输数据传输控制STM32F429IGT6单片机串口通信STM32H743单片机图像采集图像处理MT9M114模组OpenMV4软件平台电源
10、模块图1量产活禽(肉鸡)智能化运输装备控制系统框图Fig.1 Block diagram of intelligent transport equipment control systemfor mass production live poultry(broiler)2智能运输装备系统硬件设计2.1主控芯片选择以 STM32H743 芯片搭建的 MT9M114 模组和 WT53R 激光测距的串口通信,与MPU9020九轴陀螺仪传感器进行IIC通信3。使用脉宽调制控制端口控制电机,更强大的浮点运算能力DMP库解算智能运输车路径规划。系统的主控制器选择STM32F429IGT6单片机。2.2底盘
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