基于北斗的田間路徑規(guī)劃與農機作業(yè)控制方法的研究.pdf

1、田間路徑規(guī)劃與農機作業(yè)控制方法的研究是實現(xiàn)自主、無人的智能農業(yè)的重要組成部分，也是提高農機作業(yè)效率的重要途徑之一。農機的作業(yè)走向受地塊形狀制約，因此合理規(guī)劃作業(yè)路徑、對不同運動狀態(tài)下農機的作業(yè)控制是一個值得研究的課題。本文主要進行的工作內容如下:
　　研究了凸多邊形田間作業(yè)的路徑規(guī)劃方法，采用平行于最長邊的起壟直線作業(yè)和Π/T型牛耕法作業(yè)轉彎的組合田間作業(yè)路徑。對于凸多邊形農田地塊，本文以最短路徑為準則進行田間作業(yè)路徑規(guī)劃，對起壟

2、直線作業(yè)方向的選擇從平行于凸多邊形農田地塊邊界的方向分析，對作業(yè)轉彎路徑從不同作業(yè)端頭轉彎方式下的最短路徑進行分析，完成田間作業(yè)路徑方式的設計。
　　研究了農機位置姿態(tài)解算方法。分析接收到的北斗數(shù)據(jù)中誤差的產生原因，本文采用Kalman濾波對經過高斯投影后的北斗數(shù)據(jù)消除隨機誤差，仿真結果顯示Kalman濾波后的數(shù)據(jù)更接近參考值;對比分析農機姿態(tài)角解算的歐拉角和四元數(shù)法，確定適合本文的農機角度偏離解算四元數(shù)法。
　　構建了農機

3、位置姿態(tài)獲取和作業(yè)控制的硬件平臺。對北斗定位模塊和姿態(tài)角傳感器進行選型和調試，以位置偏移量和角度偏離量為輸入，農機轉向輪的調節(jié)角度為輸出對農機作業(yè)航向模糊控制方法進行研究，制定模糊控制規(guī)則并進行仿真完成了控制器的設計。
　　選取一個凸五邊形農田地塊，獲取農田頂點坐標，利用ARCMAP軟件進行平行于不同邊的起壟直線作業(yè)方向仿真實驗，在作業(yè)農機不同作業(yè)寬幅下，計算不同組合方式的作業(yè)路徑和作業(yè)效率，實驗驗證平行于最長邊的起壟直線作業(yè)方向