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基于模糊自适应纯追踪模型的农业机械路径跟踪方法 被引量：128
1
作者 李逃昌 胡静涛 +2 位作者 高雷 刘晓光 白晓平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期205-210,共6页
为了提高农业机械自动导航控制系统的精度,提出了一种基于模糊自适应纯追踪模型的农业机械路径跟踪方法。该方法基于纯追踪模型进行农业机械路径跟踪控制,结合农业机械运动学模型来确定车轮期望转向角;采用模糊自适应控制在线自适应地... 为了提高农业机械自动导航控制系统的精度,提出了一种基于模糊自适应纯追踪模型的农业机械路径跟踪方法。该方法基于纯追踪模型进行农业机械路径跟踪控制,结合农业机械运动学模型来确定车轮期望转向角;采用模糊自适应控制在线自适应地确定纯追踪模型中的前视距离,提高了路径跟踪的精度。农业机械的路径跟踪实验结果表明,路径跟踪的最大误差不超过10 cm,平均误差小于5 cm,完全满足农业机械的作业要求,验证了提出方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 农业机械 导航 路径跟踪 纯追踪模型 模糊自适应控制
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基于GNSS的农机自动导航路径搜索及转向控制 被引量：57
2
作者 魏爽 李世超 +3 位作者 张漫 季宇寒 项明 李民赞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期70-77,共8页
为提高农机自动导航系统性能,提出了一种基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的农机自动导航路径搜索方法和基于预瞄点搜索的纯追踪模型。根据农机不同作业需求,导航系统可选择直线路径搜索或曲线路径搜索,... 为提高农机自动导航系统性能,提出了一种基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的农机自动导航路径搜索方法和基于预瞄点搜索的纯追踪模型。根据农机不同作业需求,导航系统可选择直线路径搜索或曲线路径搜索,实现农机直线和曲线自动导航作业;建立基于预瞄点搜索的纯追踪模型,并将其用于农机转向控制,该模型不涉及复杂的控制理论,适用性较强。为验证路径搜索方法和纯追踪模型性能,以John Deere拖拉机为试验平台,进行了农机直线跟踪和转向控制导航试验。结果表明:直线路径跟踪导航试验,车速为0.8、1.0和1.2 m/s时,导航均方根误差分别为3.79、4.28和5.39 cm;转向导航试验,车速为0.6 m/s时,在弓形转弯和梨形转弯导航方式下,导航均方根误差分别为25.23和14.42 cm;与模糊控制方法对比试验,直线路径导航方式下,应用该文方法和模糊控制方法的导航均方根误差分别为4.30和5.95 cm,在曲线路径导航方式下,应用该文方法和模糊控制方法的导航均方根误差分别为13.73和21.40 cm;基于GNSS的农机自动导航路径搜索方法和预瞄点搜索的纯追踪模型可以得到较好的定位控制精度,可满足田间实际作业的要求。 展开更多
关键词 农业机械 导航 路径预设 纯追踪模型 全球导航卫星系统 试验
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基于Kalman滤波和纯追踪模型的农业机械导航控制 被引量：52
3
作者 张智刚 罗淆文 +1 位作者 赵祚喜 黄沛琛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期6-12,共7页
以KUBOTA SPU-68水田插秧机为试验平台,以RTK-DGPS为主要导航方式,辅以航向姿态参考系统AHRS500GA-227,研究提高农业机械导航控制精度的方法。在重点对GPS倾斜误差校正的基础上,设计了Kalman滤波器对定位数据进行平滑处理,同时实现磁航... 以KUBOTA SPU-68水田插秧机为试验平台,以RTK-DGPS为主要导航方式,辅以航向姿态参考系统AHRS500GA-227,研究提高农业机械导航控制精度的方法。在重点对GPS倾斜误差校正的基础上,设计了Kalman滤波器对定位数据进行平滑处理,同时实现磁航向传感器偏移误差的在线辨识与航向校正。采用纯追踪模型实现农业机械直线跟踪控制,基于ITAE优化准则,仿真研究了最佳前视距离的确定方法。试验结果表明:GPS倾斜误差校正和Kalman滤波后的导航参数可以更真实地反映插秧机水田实际运动状态;纯追踪模型可以用于插秧机田间作业直线导航,当行进速度0.6 m/s时,直线跟踪最大误差小于0.17 m,平均误差小于0.02 m。 展开更多
关键词 DGPS KALMAN滤波 纯追踪模型 导航 插秧机
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基于SVR逆向模型的拖拉机导航纯追踪控制方法 被引量：44
4
作者 张闻宇 丁幼春 +3 位作者 王雪玲 张幸 蔡翔 廖庆喜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期29-36,共8页
针对行驶过程中轮胎侧滑量、路面性质等不确定性因素导致传统拖拉机二轮运动学模型难以准确描述拖拉机运动轨迹的问题,提出了一种基于SVR(Support vector regression)逆向模型的拖拉机导航纯追踪控制方法。采用粒度支持向量回归(Granula... 针对行驶过程中轮胎侧滑量、路面性质等不确定性因素导致传统拖拉机二轮运动学模型难以准确描述拖拉机运动轨迹的问题,提出了一种基于SVR(Support vector regression)逆向模型的拖拉机导航纯追踪控制方法。采用粒度支持向量回归(Granular support vector regression,GSVR)方法建立了拖拉机前进航向的逆向模型,实时获得实际转弯曲率与运动学理论转弯曲率的函数关系,逆向模型对纯追踪导航模型输出进行,校正提高了纯追踪导航控制方法的适应性和动态性能。拖拉机导航系统的路径追踪路面试验结果表明:当行驶距离大于125 m、行驶速度为1.2 m/s时,直线追踪最大横向偏差小于0.061 4 m,较常规纯追踪模型导航方法具有更好的直线追踪性能;田间试验结果表明:该导航控制方法适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机自动对行作业。 展开更多
关键词 拖拉机 导航 逆向模型 支持向量回归 纯追踪模型
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玉米收获机自动对行系统设计与试验 被引量：22
5
作者 张凯良 胡勇 +3 位作者 杨丽 张东兴 崔涛 范亮亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期103-114,共12页
为提高玉米收获机的对行质量,减轻驾驶员的劳动强度,设计了一套玉米收获机自动对行系统,包括自动对行感知系统和路径跟踪控制系统。感知系统由激光雷达、机械式对行传感器、陀螺转角仪等组成,激光雷达检测进入地块前的横向偏差,机械式... 为提高玉米收获机的对行质量,减轻驾驶员的劳动强度,设计了一套玉米收获机自动对行系统,包括自动对行感知系统和路径跟踪控制系统。感知系统由激光雷达、机械式对行传感器、陀螺转角仪等组成,激光雷达检测进入地块前的横向偏差,机械式对行传感器检测收获作业时的横向偏差,陀螺转角仪检测航向偏角。以纯追踪模型作为路径跟踪的控制方法,利用模糊控制原理动态调整纯追踪模型中的前视距离,结合收获机的运动学模型,确定收获机转向轮的期望转角,并通过Matlab/Simulink软件对模型进行仿真分析。将自动对行系统搭载于4YL-6型玉米收获机上进行田间试验,结果表明,激光雷达静态检测试验的偏差均值为0.0775 m,标准差均值为0.1309m,偏差在±15cm和±30 cm内的比例均值分别为80.5%和95%;激光雷达地头自动对行试验的平均调整距离为7.89m,平均偏差为0.146 m;基于机械式对行传感器的收获作业自动对行试验的偏差均值为0.0876m,标准差均值为0.0976 m,偏差在±15 cm和±30 cm内的比例均值分别为83.1%和100%。试验结果满足玉米收获机的对行作业要求,可为玉米收获机的自动对行提供理论支持。 展开更多
关键词 玉米联合收获机 自动对行 激光雷达 机械式对行传感器 模糊控制 纯追踪模型
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基于改进纯追踪模型的温室采摘运输自动跟随系统 被引量：16
6
作者 汪小旵 鲁伟 +3 位作者 陈满 王挺 章永年 Boukangou M P 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期8-13,共6页
基于Kinect体感感应技术,设计了一套温室果蔬采摘运输自动跟随平台。通过体感感应系统获取图片上像素点的深度信息,结合图像处理算法,逐行扫描确定人体图像并实时获取人体骨骼信息,计算了人体当前的三维坐标并记录人体走过的路径轨迹。... 基于Kinect体感感应技术,设计了一套温室果蔬采摘运输自动跟随平台。通过体感感应系统获取图片上像素点的深度信息,结合图像处理算法,逐行扫描确定人体图像并实时获取人体骨骼信息,计算了人体当前的三维坐标并记录人体走过的路径轨迹。系统采用自调整函数对路径进行优化,避免了剧烈转向行为,并对优化后的路径以模糊算法动态确定纯追踪模型的前视距离,从而实时调整转向和转角,实现了精准跟随和稳定跟随。试验结果表明,该跟随系统能在避免剧烈转向的前提下以较高的精度跟随,横向最大跟踪偏差不超过10.0 cm,最大深度偏差为5.5 cm,且系统性能不受光照条件影响,满足温室采摘运输要求。 展开更多
关键词 温室 采摘 运输 体感感应技术 路径优化 纯追踪模型
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基于双切圆寻线模型的农机导航控制方法 被引量：12
7
作者 张闻宇 丁幼春 +3 位作者 李兆东 雷小龙 周雅文 廖庆喜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1-10,共10页
针对油菜直播机组导航作业中田头换行、转弯等直线跟踪之间的衔接控制问题,设计了一种适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航的双切圆寻线模型控制方法。对初始偏差较大时拖拉机的寻线路径进行了定量分析,获得最优寻线路径的几何关系,... 针对油菜直播机组导航作业中田头换行、转弯等直线跟踪之间的衔接控制问题,设计了一种适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航的双切圆寻线模型控制方法。对初始偏差较大时拖拉机的寻线路径进行了定量分析,获得最优寻线路径的几何关系,依据该关系构建控制决策方法。所建决策方法根据拖拉机位姿状态选择相匹配的控制方程组,计算获得前轮转角以实现导航控制。进行了双切圆寻线模型参数仿真优化和性能与适应性仿真试验。使用该模型控制器进行拖拉机路面导航试验,结果表明:当行驶速度为0.7 m/s,拖拉机与目标直线初始横向偏差为7 m,初始航向偏角为90°时,控制器横向偏差响应的超调量不超过3%,上升时间小于14 s,调节时间不大于19 s,较纯追踪模型方法的超调量和调节时间更小;田间和路面试验结果表明:该模型控制方法对2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航作业过程中的对行播种起始位姿调整和套行作业自动转弯操作具有指导价值。 展开更多
关键词 拖拉机 导航 双切圆寻线模型 纯追踪模型 仿真模型 转弯控制
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基于RTK-BDS的果园农用车辆自主导航系统研究 被引量：7
8
作者 郭成洋 张硕 +1 位作者 赵健 陈军 《农机化研究》 北大核心 2020年第8期254-259,共6页
根据果园农用车辆作业需求,设计了一种基于RTK-BDS的自动导航控制系统。利用卡尔曼滤波技术提高了RTK-BDS在果园应用中的定位精度,同时将模糊控制与纯追踪模型相结合,设计了果园农用车辆直线跟踪导航控制器,并进行了追踪仿真和田间试验... 根据果园农用车辆作业需求,设计了一种基于RTK-BDS的自动导航控制系统。利用卡尔曼滤波技术提高了RTK-BDS在果园应用中的定位精度,同时将模糊控制与纯追踪模型相结合,设计了果园农用车辆直线跟踪导航控制器,并进行了追踪仿真和田间试验。结果表明:当果园农用车辆前进速度为0.5m/s时,最大横向误差不大于0.086m,平均误差不大于0.036m。 展开更多
关键词 果园农用车辆 自动导航 RTK-BDS 卡尔曼滤波 模糊控制 纯追踪模型
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基于改进型纯追踪模型的温室AGV运输平台路径追踪 被引量：5
9
作者 夏坡坡 姚立健 +2 位作者 杨自栋 张瑞峰 赵辰彦 《农机化研究》 北大核心 2019年第11期52-56,61,共6页
提出了一种基于改进型纯追踪算法的AGV运输平台路径追踪方法。在平台前后安装双排红外反射式光电传感器,以获取车体相对于引导线的横向偏差和航向偏差;根据偏差程度动态确定纯追踪算法的前视距离,提高了路径跟踪的精度;构建了平台运动... 提出了一种基于改进型纯追踪算法的AGV运输平台路径追踪方法。在平台前后安装双排红外反射式光电传感器,以获取车体相对于引导线的横向偏差和航向偏差;根据偏差程度动态确定纯追踪算法的前视距离,提高了路径跟踪的精度;构建了平台运动学模型,将车体的位姿偏差信息最终转化成左右车轮的速度。仿真和实车试验表明:该方法能够解决不同初始状态的移动平台路径追踪问题,在稳定状态下,其偏差在±20mm之间,满足温室内狭窄空间的循迹运输需求。 展开更多
关键词 运输平台 差速转向 纯追踪模型 路径追踪 温室
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两步纯追踪航向校正模型算法 被引量：3
10
作者 陈康 周志峰 +1 位作者 王永泉 陈宁 《轻工机械》 CAS 2015年第1期76-79,86,共5页
为了提高农业机械导航精度,在纯追踪算法的基础上,设计了两步纯追踪航向校正模型算法,通过校正车体的航向角,减小车体的横向误差。在MATLAB环境下仿真结果表明,该算法比纯追踪算法的精度高,最大误差和标准差均有所减小。在4轮电动车上,... 为了提高农业机械导航精度,在纯追踪算法的基础上,设计了两步纯追踪航向校正模型算法,通过校正车体的航向角,减小车体的横向误差。在MATLAB环境下仿真结果表明,该算法比纯追踪算法的精度高,最大误差和标准差均有所减小。在4轮电动车上,搭建液压系统和卫星接收系统,进行现场试验,验证了两步纯追踪航向校正模型算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 导航控制 纯追踪模型 两步纯追踪航向校正算法 前视距离 航向角
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