為提高農(nóng)機(jī)作業(yè)時(shí)直線行駛的精度,提出了一種基于改進(jìn)純追蹤模型的農(nóng)機(jī)路徑跟蹤算法。在建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和純追蹤模型的基礎(chǔ)上,對(duì)農(nóng)機(jī)直線跟蹤方法進(jìn)行研究;針對(duì)GPS導(dǎo)航精度易受噪聲干擾的問題,通過卡爾曼濾波對(duì)航向誤差以及橫向誤差進(jìn)行了平滑處理,以獲取更高精度的航向誤差和橫向誤差;為提高純追蹤模型的自適應(yīng)能力,以橫向誤差和航向誤差的均方根誤差為基礎(chǔ),構(gòu)建適應(yīng)度函數(shù),并設(shè)計(jì)了權(quán)重函數(shù),采用橫向誤差作為主要決策參數(shù),通過粒子群優(yōu)化（Particle swarm optimization,PSO）算法實(shí)時(shí)確定純追蹤模型中的前視距離;為使粒子群減少計(jì)算時(shí)間、盡快進(jìn)行局部搜索,對(duì)PSO算法中慣性權(quán)重系數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。以東方紅1104-C型拖拉機(jī)為試驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng),進(jìn)行了農(nóng)田播種試驗(yàn)。結(jié)果表明:當(dāng)農(nóng)機(jī)行駛速度為0.7 m/s時(shí),采用基于改進(jìn)純追蹤模型的農(nóng)機(jī)路徑跟蹤算法,直線跟蹤的最大橫向誤差為0.09 m;當(dāng)行駛距離超過5 m后,最大橫向誤差為0.02 m,該算法能夠有效地提高農(nóng)機(jī)作業(yè)時(shí)的直線行駛精度。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020,51(09)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

路徑跟蹤系統(tǒng)原理圖

阿克曼轉(zhuǎn)向幾何示意圖

農(nóng)機(jī)通常以二輪模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，即假設(shè)農(nóng)機(jī)在平滑路面行駛，輪胎與地面只產(chǎn)生縱向壓力，可將農(nóng)機(jī)模型簡(jiǎn)化為二輪模型。輪胎為剛性輪，不產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)，二輪模型實(shí)際是簡(jiǎn)化后的阿克曼模型。二輪模型示意圖如圖3所示。圖中，A(xs,ys)表示前輪軸心坐標(biāo)，B(xd,yd)表示后輪軸心坐標(biāo)，α為農(nóng)機(jī)航向角，δs為前輪轉(zhuǎn)向角，vs和vd分別表示前、后輪速度。由二輪模型可得前輪轉(zhuǎn)向角為

【參考文獻(xiàn)】：
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