本文選題：GPS　切入點(diǎn)：平地機(jī)　出處：《河北農(nóng)業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：GPS控制平地系統(tǒng)可提高農(nóng)田區(qū)域的土地平整作業(yè)精度，并且可以全天候作業(yè)，受到天氣等外界因素影響小，自動(dòng)化控制程度較高，是達(dá)到節(jié)水灌溉，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的高科技技術(shù)裝備，其作業(yè)路徑規(guī)劃的尋優(yōu)是提高平整作業(yè)效率的關(guān)鍵技術(shù)。 本研究基于已有的GPS控制平地系統(tǒng)和相關(guān)的研究成果，通過(guò)處理和分析農(nóng)田區(qū)域的GPS三維數(shù)據(jù)信息，計(jì)算平地基準(zhǔn)高程和運(yùn)移土方量，并根據(jù)運(yùn)移土方量最小原則，利用數(shù)學(xué)建模的方法和最優(yōu)規(guī)劃理論，對(duì)基于GPS技術(shù)的平地作業(yè)路徑規(guī)劃方法進(jìn)行了研究。本研究所做工作主要包括以下幾個(gè)方面： 第一，研究了GPS控制平地系統(tǒng)的工作原理和工作特點(diǎn)，，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)路徑規(guī)劃系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)工作流程，劃分軟件功能模塊及確定軟件開發(fā)的方式。軟件開發(fā)過(guò)程中采用了VC++2010結(jié)合Surfer Automation，MATLAB的混合編程技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)軟件功能。 第二，研究了GPS數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和誤差校正的處理方法，采用了先對(duì)農(nóng)田區(qū)域GPS三維數(shù)據(jù)插值后再利用算數(shù)平均法計(jì)算平地基準(zhǔn)高程和運(yùn)用DEM柵格法計(jì)算運(yùn)移土方量的方法，從而有效降低了數(shù)據(jù)誤差對(duì)于路徑規(guī)劃的影響。 第三，介紹了如何借助ActiveX控件技術(shù)，依據(jù)GPS數(shù)據(jù)生成三維電子地形圖，并對(duì)三維電子地形圖進(jìn)行編輯管理功能的軟件開發(fā)方法。實(shí)現(xiàn)了對(duì)三維電子地形圖的可視化分析。 第四，提出了運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的理論對(duì)基于GPS平地的作業(yè)路徑進(jìn)行規(guī)劃的方法。主要通過(guò)運(yùn)用對(duì)GPS三維地形數(shù)據(jù)柵格化、高程信息分析、平地制約因素簡(jiǎn)化和路徑分類分析的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)作業(yè)路徑的尋優(yōu)，從而輔助駕駛員高效率的實(shí)施土地平整作業(yè)。 最后，利用基于GPS平地的路徑規(guī)劃系統(tǒng)對(duì)GPS三維地形測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本研究所提出的路徑規(guī)劃方法的可行性。
[Abstract]:GPS control flat land system can improve the precision of land leveling operation in farmland area, and can be operated all the time. It is less affected by weather and other external factors, and the degree of automation control is higher, which is to achieve water-saving irrigation. The optimization of operation path planning is the key technology to improve the efficiency of leveling operation. Based on the existing GPS control flat land system and related research results, through processing and analyzing the GPS 3D data information of farmland area, the standard elevation and the moving earthwork amount are calculated, and according to the principle of minimum amount of moving earthwork, Based on the mathematical modeling method and optimal programming theory, this paper studies the path planning method of flat ground operation based on GPS technology. The work of this study mainly includes the following aspects:. First, the working principle and working characteristics of GPS control flat land system are studied, and the overall structure of the path planning system and the working flow of the software system are designed on this basis. In the process of software development, the mixed programming technology of VC 2010 and Surfer Automation MATLAB is used to realize the corresponding software function. Secondly, the method of coordinate transformation and error correction of GPS data is studied. The method of interpolating GPS 3D data of farmland area and then calculating base elevation of flat ground by arithmetic average method and calculating the amount of moving earthwork by DEM grid method are adopted. Thus, the influence of data error on path planning is reduced effectively. Thirdly, this paper introduces how to generate 3D electronic topographic map according to GPS data with the help of ActiveX control technology, and the software development method of editing and managing 3D electronic topographic map, and realizes the visualization analysis of 3D electronic topographic map. Fourthly, the paper puts forward a method of planning the operation path based on GPS flat ground by using the theory of mathematical modeling, mainly through rasterization of GPS 3D terrain data and analysis of elevation information. The simplification of land constraints and the method of path classification analysis have realized the optimization of the operation path, thus assisting the driver to carry out the land leveling operation with high efficiency. Finally, the path planning system based on GPS flat land is used to simulate the 3D terrain survey data of GPS, and the feasibility of the proposed path planning method is verified by the experimental results.
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S281;P228.4;TP301.6

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本文編號(hào)：1667909