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1、學(xué)校代碼:10564學(xué)號:2013201006分類號:S24密級:碩士學(xué)位論文農(nóng)機(jī)自動駕駛監(jiān)控終端關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)開發(fā)張亞嬌指導(dǎo)教指導(dǎo)教師:羅錫文教授學(xué)院名學(xué)院名稱:工程學(xué)院專業(yè)名專業(yè)名稱:農(nóng)業(yè)電氣化與自動化答辯委員會主席:答辯委員會主席:廖慶喜教授中國廣州2016年6月I摘要目前,國外對農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航技術(shù)的研究無論是技術(shù)上還是產(chǎn)品上正逐步趨向成熟,而國內(nèi)在農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)品上還未完全形成產(chǎn)業(yè)化。隨著農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)導(dǎo)航監(jiān)
2、控終端技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航技術(shù)的重要組成部分,農(nóng)機(jī)導(dǎo)航監(jiān)控終端系統(tǒng)可以更好地管理控制農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控與用戶決策信息的輸入輸出。本文對農(nóng)機(jī)導(dǎo)航監(jiān)控終端系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,包括農(nóng)機(jī)田間路徑規(guī)劃、農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向自動標(biāo)定、導(dǎo)航監(jiān)控終端界面設(shè)計和數(shù)據(jù)通訊等,開發(fā)了農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航監(jiān)控終端系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)車輛的導(dǎo)航狀態(tài)監(jiān)控、農(nóng)機(jī)具的操縱控制及開機(jī)自診斷等。第一,針對農(nóng)機(jī)田間全覆蓋路徑規(guī)劃特點(diǎn),分析了農(nóng)機(jī)地頭轉(zhuǎn)彎路
3、徑與直線作業(yè)路徑,確定了田間路徑優(yōu)化指標(biāo),設(shè)計了農(nóng)田路徑規(guī)劃算法,包括地塊搜索、導(dǎo)航作業(yè)初始航行確定、導(dǎo)航作業(yè)區(qū)域路徑規(guī)劃算法和地頭轉(zhuǎn)彎路徑規(guī)劃算法,其中,作業(yè)區(qū)域路徑規(guī)劃包括S型路徑規(guī)劃和回字型路徑規(guī)劃,地頭轉(zhuǎn)彎路徑規(guī)劃包括半圓形轉(zhuǎn)彎模式、梨形轉(zhuǎn)彎模式和魚尾形轉(zhuǎn)彎模式。第二,提出了一種全新的農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向自動標(biāo)定方法,以拖拉機(jī)為例,利用GPS采集拖拉機(jī)運(yùn)動軌跡坐標(biāo),通過曲線圓擬合算法,得到拖拉機(jī)的前輪轉(zhuǎn)彎半徑,根據(jù)農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑、農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向角,
4、推算農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向角度與角度傳感器輸出值的一一對應(yīng)關(guān)系,完成了農(nóng)機(jī)輪角的左右極限自動標(biāo)定,并利用逐步逼近方法,實(shí)現(xiàn)了輪角的零位標(biāo)定和轉(zhuǎn)向電磁閥標(biāo)定。第三,開發(fā)了導(dǎo)航監(jiān)控終端系統(tǒng)軟件,通過對農(nóng)田工作特點(diǎn)與導(dǎo)航需求分析,硬件采用基于ARM核心處理器的硬件系統(tǒng),軟件采用VS2008開發(fā)環(huán)境,C語言,MFC框架,開發(fā)了基于WinCE的農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航監(jiān)控終端軟件。軟件程序的總體功能模塊包括人機(jī)交互界面顯示、基于RS232的串口通訊模塊、路徑規(guī)劃模塊、文件
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