在發(fā)展精準農業(yè)和智能農業(yè)過程中,大多數國內外的研究者都是在路面平坦的環(huán)境下進行農機自動導航實驗的,而研究農機導航的最終目的是要實現農機在田間進行導航作業(yè),而農業(yè)機械在田間作業(yè)過程中,由于地面高低起伏導致車體姿態(tài)的改變。安裝在車體幾何中心的GNSS接收機天線的相位中心會因為車體姿態(tài)的變化而不再和車體幾何中心在水平地面上的投影重合,從而不能正確定位出車體的實際位置。而這種由于車體姿態(tài)變化產生的定位誤差對于大規(guī)模的農場收割播種施肥等高精度的導航作業(yè)要求來說是影響很大的,因此必須加以校正。本文研究的課題是在改進的純追蹤模型導航算法的基礎上載引入姿態(tài)校正算法進行路面高低起伏環(huán)境下的直線規(guī)劃路徑跟蹤控制,首先研究分析導航定位的系統組成和接收機的工作原理以及絕對定位和差分定位原理等內容。其次在導航定位的基礎上又分析了姿態(tài)測量原理和電子羅盤的測姿原理,然后進行了姿態(tài)校準算法的研究和設計和農機自動導航控制的硬件和軟件方案設計,對四輪車的基本結構進行分析,為實驗研究提供硬件平臺;對四輪電動車的數學模型進行分析研究,為自動導航算法的研究提供依據。提出了一種改進的路徑追蹤算法,并且在MTALAB上進行模擬仿真... 

【文章來源】：上海工程技術大學上海市

【文章頁數】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題的來源
    1.2 課題研究背景
        1.2.1 課題研究背景
        1.2.2 GNSS在精準農業(yè)上的應用
        1.2.3 農業(yè)在我國重要性
    1.3 研究現狀
        1.3.1 發(fā)達國家研究現狀
        1.3.2 國內研究現狀
    1.4 農業(yè)機械自動導航系統主要技術分析
        1.4.1 導航定位傳感器
        1.4.2 車輛導航控制方法
    1.5 研究內容與技術路線
        1.5.1 主要研究內容
        1.5.2 技術路線
    1.6 課題研究的目的和意義
        1.6.1 研究的目的
        1.6.2 研究的意義
第二章 導航定位系統
    2.1. GNSS系統組成
        2.1.1 空間星座單元
        2.1.2 地面監(jiān)控單元
        2.1.3 用戶設備單元
    2.2 GNSS定位原理
        2.2.1 絕對定位原理
        2.2.2 相對定位原理
        2.2.3 RTK技術
    2.3 本章小結
第三章 車體姿態(tài)校正方法
    3.1 車體姿態(tài)校正的原因
    3.2 坐標系的定義與變換
        3.2.1 GNSS測姿態(tài)角的三種坐標系
        3.2.2 GNSS測量姿態(tài)的坐標變換
        3.2.3 雙天線測姿
        3.2.4 電子羅盤工作原理
        3.2.5 GNSS測姿精度分析
    3.3 自適應濾波器的原理與應用
        3.3.1 自適應信號的處理
        3.3.2 自適應濾波器的應用
    3.4 卡爾曼去噪濾波
        3.4.1 卡爾曼濾波簡介
        3.4.2 卡爾曼濾波處理過程
        3.4.3 卡爾曼處理之后的波形
    3.5 姿態(tài)校準過程
        3.5.1 傾斜定位誤差
        3.5.2 航向角的測量與Kalman濾波
    3.6 本章小結
第四章 基于純路徑追蹤模型的硬件平臺和軟件系統
    4.1 農機導航系統的硬件平臺
        4.1.1 轉向控制系統組成
        4.1.2 定位與測姿系統組成
    4.2 M300C-U基準站
        4.2.1M300C-U的特點
        4.2.2 面板及接口說明
        4.2.3 M300C-U基準站基本設置
    4.3 接收電臺的配置
    4.4 M600U雙天線移動站
        4.4.1 M600主要特點
        4.4.2 M600工作原理
        4.4.3 M600U的接口以及內部通訊
        4.4.4 M600U的參數配置
    4.5 導航控制系統
    4.6 傳感器系統
    4.7 軟件系統設計
        4.7.1 系統軟件設計目標
        4.7.2 系統軟件總體設計
        4.7.3 主要類模塊設計
        4.7.4 界面設計
    4.8 模型車導航控制原理
        4.8.1 路徑跟蹤控制方法研究
        4.8.2 純追蹤姿態(tài)校正模型仿真分析
    4.9 本章小結
第五章 自動導航姿態(tài)校正實驗
    5.1 路徑追蹤效果的實驗測試
        5.1.1 實驗測試目的
        5.1.2 實驗測試平臺
        5.1.3 路徑追蹤實驗
    5.2 路徑追蹤精度的影響因素
        5.2.1 導航定位方面
        5.2.2 導航控制算法方面
        5.2.3 轉向控制方面
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及取得的相關科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于光電傳感器AGV差速導向控制方法研究[J]. 王偉,胡鎮(zhèn),宋延華,徐金琦.  制造業(yè)自動化. 2013(19)
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[3]基于模糊自適應純追蹤模型的農業(yè)機械路徑跟蹤方法[J]. 李逃昌,胡靜濤,高雷,劉曉光,白曉平.  農業(yè)機械學報. 2013(01)
[4]農機車載GPS和DR組合導航系統定位方法![J]. 周建軍,王秀,張睿,劉剛,馬偉,馮青春.  農業(yè)機械學報. 2012(S1)
[5]自適應Kalman濾波的運動物體跟蹤算法研究[J]. 張秀杰,張建忠,譚云福.  燕山大學學報. 2012(05)
[6]農用開放式智能移動平臺研制[J]. 顧寶興,姬長英,王海青,田光兆,鄭青根,王玲.  農業(yè)機械學報. 2012(04)
[7]基于無線測距的農業(yè)機器人導航定位方法[J]. 侯忠坤.  農機化研究. 2012(04)
[8]拖拉機作業(yè)機組分布式控制系統結構模型[J]. 謝斌,朱忠祥,宋正河,毛恩榮.  農業(yè)機械學報. 2011(12)
[9]基于多傳感器融合的拖拉機自動導航技術[J]. 李軍,馬蓉.  農機化研究. 2011(12)
[10]基于MEMS-SINS/GPS的組合導航系統設計[J]. 張楊,景占榮.  計算機測量與控制. 2011(09)

碩士論文
[1]利用單天線GPS確定載體姿態(tài)的研究[D]. 劉大軍.南京航空航天大學 2002



本文編號：2904477