針對農(nóng)機自動導航作業(yè)過程中存在的BDS信號失鎖導致系統(tǒng)突然失控的問題,提出了一種適用于輪式農(nóng)機的基于自校準變結(jié)構(gòu)Kalman濾波器的農(nóng)機導航BDS失鎖續(xù)航方法。依據(jù)4自由度農(nóng)機運動學模型,設(shè)計了BDS/INS信息融合Kalman濾波器;進行INS導航定位誤差不確定度分析,并設(shè)計了基于自回歸模型的航向校準方法、INS傳感器角速率測量零偏實時校準方法,結(jié)合上述方法設(shè)計了自校準變結(jié)構(gòu)濾波器,進行位姿信息處理,結(jié)合導航跟蹤控制方法實現(xiàn)失鎖續(xù)航功能。根據(jù)分米級精度要求,進行了機器人直線、矩形路徑失鎖續(xù)航試驗和農(nóng)機田間直線續(xù)航試驗。機器人續(xù)航試驗結(jié)果表明:行駛速度為1 m/s時,與運用未校準濾波器的續(xù)航系統(tǒng)相比,該方法實際平均橫向偏差減小34%,橫向偏差達到20 cm時機器人在路徑上的平均行駛距離提高80%。農(nóng)機田間續(xù)航試驗結(jié)果表明:行駛速度為1 m/s時,在實際偏差小于20 cm的條件下,農(nóng)機在路徑上的行駛平均距離達到16. 65 m。

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圖14自由度農(nóng)機簡化運動學模型

圖2衛(wèi)星天線平面投影與轉(zhuǎn)換幾何關(guān)系圖

圖10機器人矩形路徑BDS失鎖續(xù)航試驗1軌跡

圖3INS導航不確定度仿真結(jié)果

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