當(dāng)今農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)是智能化、信息化,拖拉機(jī)的無人駕駛技術(shù)是當(dāng)前的一個(gè)熱門的研究課題,對(duì)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)有著重要的意義。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的核心目標(biāo)是整合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息,集成地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、傳感器技術(shù)和決策支持系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)是精細(xì)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的必由之路。本文以黃海金馬554拖拉機(jī)為平臺(tái),針對(duì)拖拉機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航的要求,對(duì)導(dǎo)航控制方法進(jìn)行了研究,搭建了拖拉機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航的軟硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)航。主要的研究?jī)?nèi)容如下:（1）拖拉機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航的硬件設(shè)計(jì),北斗接收機(jī)采用的是北斗星通導(dǎo)航技術(shù)有限公司生產(chǎn)的C201-AT-680系列接收機(jī),對(duì)方向盤轉(zhuǎn)向柱位置通過加裝轉(zhuǎn)向助力電機(jī)的形式進(jìn)行了自動(dòng)轉(zhuǎn)向改裝,對(duì)離合器和剎車進(jìn)行了加裝推桿電機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制,對(duì)油門自動(dòng)控制采用加裝電動(dòng)油門調(diào)速器的方法,完成了系統(tǒng)硬件的改裝。（2）對(duì)拖拉機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,包括轉(zhuǎn)向、剎車控制等,上位機(jī)和下位機(jī)的軟件編寫,上位機(jī)軟件是基于Windows 7操作系統(tǒng),在Spyder軟件中,使用Python語言開發(fā)的,下位機(jī)是在Keil軟件中用C語言編寫的。上位機(jī)對(duì)拖拉機(jī)當(dāng)前行駛的信息... 

【文章來源】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｙｓｔｅｍ?Ｏｖｅｒａｌｌ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?Ｄｉａｇｒａｍ??

＇ｖ決策見■??ＣＡＮ??Ｉ??，片汀層?下位機(jī)??，?Ｉ?，??ｒ?ｉ??轉(zhuǎn)向輔助子系統(tǒng)?制動(dòng)輔助子．系統(tǒng)?動(dòng)力輔助子系統(tǒng)?離合輔助子系統(tǒng)??轉(zhuǎn)角傳感器．．．?電動(dòng)制動(dòng)執(zhí)行器?：油門執(zhí)行器＿?離合執(zhí)行器??轉(zhuǎn)問執(zhí)行器?剎車跆板位罟?犮動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?離合幵關(guān)??．?■?？?．．．：．ｒ，，．：乂．．?■：??．??圖２－２系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖??Ｆｉｇ?２－２?Ｓｙｓｔｅｍ?Ｈａｒｄｗａｒｅ?Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??感知層：包括北斗定位系統(tǒng)和顯示界面。北斗定位系統(tǒng)可提供厘米級(jí)定位；顯示??器用于顯示當(dāng)前的車輛行駛信息。??決策層：上位機(jī)用來進(jìn)行傳感器的信號(hào)采集、算法運(yùn)算、執(zhí)行器命令的下發(fā)、數(shù)??據(jù)記錄等功能，是整個(gè)無人駕駛系統(tǒng)的大腦，通信接口?ＣＡＮ，實(shí)時(shí)決策出拖拉機(jī)駕??駛的轉(zhuǎn)向狀態(tài)等信息。??線控執(zhí)行層：整車執(zhí)行機(jī)構(gòu)包拈轉(zhuǎn)向輔助子系統(tǒng)、制動(dòng)輔助子系統(tǒng)、動(dòng)力輔助子??系統(tǒng)、離合輔助子系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)，是無人駕駛系統(tǒng)的決策執(zhí)行Ｕ。??拖拉機(jī)無人駕駛是要求拖拉機(jī)能夠按照預(yù)定的路徑行駛，１出現(xiàn)偏離規(guī)劃路徑的??情況下能夠控制拖拉機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)丨（＞！，快速、準(zhǔn)確的回歸預(yù)定路徑。要想實(shí)現(xiàn)這樣的功能，??對(duì)該系統(tǒng)的硬件打以下的耍求：衛(wèi)星的定位信息要能夠通過工拉機(jī)接受，然后利川兌??法將拖拉機(jī)的實(shí)時(shí)的行走的路徑與預(yù)定的路徑的橫向和航向的偏差進(jìn)行計(jì)算，最后要??決策出拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向允度，發(fā)出指令給到下位機(jī)，下位機(jī)對(duì)行駛和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。??對(duì)于轉(zhuǎn)向、汕門、剎車、離合的線控改裝原則妃盡量保持原車的結(jié)構(gòu)，減小對(duì)原車功??能的影響。系統(tǒng)的硬件需具備以下功能：??（丨）定位精度要高。農(nóng)業(yè)機(jī)械的

ｆ拖拉機(jī)組橫向控制＇??前輪轉(zhuǎn)角輸入信號(hào)??轉(zhuǎn)向電機(jī)?＾???”????￣電磁離合器￣｝？－會(huì)§＿???］［???全液壓轉(zhuǎn)向器??ｆ拖拉機(jī)４壓轉(zhuǎn)向?轉(zhuǎn)向允度??轉(zhuǎn)向輪????圖２－３轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案??Ｆｉｇ?２－３?Ｓｔｅｅｒｉｎｇ?Ｓｙｓｔｅｍ?Ｄｅｓｉｇｎ?Ｓｃｈｅｍｅ??該方案對(duì)農(nóng)機(jī)改動(dòng)較小，用了一個(gè)帶減速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向助力電機(jī)，在轉(zhuǎn)向柱上加一??個(gè)齒盤，電機(jī)帶動(dòng)齒盤，齒盤驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)的全液壓轉(zhuǎn)向器，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向。同時(shí)??該電機(jī)還有一個(gè)離合器，人工干預(yù)駕駛的時(shí)候當(dāng)力矩傳感器檢測(cè)到扭矩過大，電磁離??合斷開，自動(dòng)轉(zhuǎn)向斷電，就可以人工控制方向。拖拉機(jī)一般在熄火的狀態(tài)下液壓助力??系統(tǒng)停止工作，那么它的扭矩較大，經(jīng)過初步測(cè)量約為２２Ｎ＇ｍ。但是在正常作業(yè)行走??時(shí)，扭矩一般不超過５Ｎｔｈ，所以選用的電機(jī)額定功率為０．Ｉ３ＫＷ，額定轉(zhuǎn)矩為??ｌ．Ｉ５Ｎ?ｍ，減速器的減速比為１：?２５，最大可輸出的轉(zhuǎn)矩約２９Ｎ?ｍ，完全可以系統(tǒng)的??要求。設(shè)計(jì)的支搾架在原車上面川螺柃固定，穩(wěn)定可靠。該改裝方案結(jié)構(gòu)較力簡(jiǎn)單，??成本也較低。改裝三維結(jié)構(gòu)如圖２－９所示。選川的電機(jī)相關(guān)性能參數(shù)如衣２－１所示。??顯??ｍ?：?：?■??圖２－４方向盤改裝三維圖??Ｆｉｇ．?２－４?Ｓｔｅｅｒｉｎｇ?ｗｈｅｅｌ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?３－Ｄ?ｄｉａｇｒａｍ??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]農(nóng)機(jī)導(dǎo)航多模變結(jié)構(gòu)智能控制方法研究[D]. 偉利國(guó).中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 2015

碩士論文
[1]插秧機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 王宇.浙江理工大學(xué) 2017
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[5]一種無人駕駛車輛路徑跟蹤控制方式研究[D]. 龔毅.南京理工大學(xué) 2014
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[7]基于東方紅SG-250拖拉機(jī)電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究[D]. 趙建東.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[8]拖拉機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)CAN總線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉陽.石河子大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3223028