智能農(nóng)業(yè)裝備被中國(guó)制造2025計(jì)劃列為發(fā)展領(lǐng)域之一,無人駕駛技術(shù)是智能農(nóng)業(yè)裝備研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。插秧機(jī)的無人駕駛技術(shù)能夠提高作業(yè)效率、有效避免漏作業(yè)和重作業(yè)、可以減輕作業(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度,但是工況相對(duì)復(fù)雜、成本及精度要求高等因素制約了其大范圍的應(yīng)用。為解決插秧機(jī)精度要求高及智能化程度低等問題,本文對(duì)插秧機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改裝,并對(duì)無人駕駛技術(shù)的全局覆蓋路徑規(guī)劃和路徑跟蹤控制算法進(jìn)行研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）搭建無人駕駛插秧機(jī)硬件平臺(tái)。針對(duì)傳統(tǒng)插秧機(jī)智能化程度低的問題,以井關(guān)PZ60型插秧機(jī)為試驗(yàn)平臺(tái),通過安裝電動(dòng)方向盤、GPS接收機(jī)、轉(zhuǎn)角傳感器等,對(duì)插秧機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改裝。（2）對(duì)目標(biāo)地塊進(jìn)行靜態(tài)全局覆蓋路徑規(guī)劃。以有效作業(yè)路徑占比最大為優(yōu)化目標(biāo),提出了一種路徑規(guī)劃方法。首先通過GPS儀器測(cè)量目標(biāo)地塊的邊界坐標(biāo),經(jīng)高斯投影將地塊邊界坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為平面坐標(biāo);其次確定插秧機(jī)的轉(zhuǎn)彎形式和作業(yè)方向,對(duì)地塊進(jìn)行內(nèi)部區(qū)域的劃分,并完成直線段和轉(zhuǎn)彎段的路徑規(guī)劃;最后將預(yù)定義路徑生成便于插秧機(jī)識(shí)別的控制序列,并將控制序列導(dǎo)入到上位機(jī)軟件中,從而完成了路徑規(guī)劃的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。（3）針對(duì)插秧機(jī)無人駕駛的路徑跟蹤問題,提... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文13如圖2.2所示，本文采用組合定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)無人駕駛插秧機(jī)的精確定位，組合定位系統(tǒng)由RTK-GPS/北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組成，動(dòng)態(tài)定位精度可達(dá)5mm，滿足插秧機(jī)無人駕駛的精度要求。圖2.2組合導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖Figure2.2Integratednavigationsystemdiagram2.2GPS接收機(jī)的選型與安裝2.2.1GPS接收機(jī)的選型本課題選用上海華測(cè)公司的I70接收機(jī)作為流動(dòng)站，T5F-RT6接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，實(shí)現(xiàn)對(duì)插秧機(jī)的實(shí)時(shí)差分定位，流動(dòng)站和基準(zhǔn)站的實(shí)物圖如圖2.3和圖2.4所示。圖2.3流動(dòng)站圖2.4基準(zhǔn)站Figure2.3MobilestationFigure2.4Datumstation華測(cè)I70型接收機(jī)是一款集成了OLED顯示屏和收發(fā)電臺(tái)的高性能RTK接收機(jī)。該接收機(jī)有7種工作模式可供選擇，采用觸摸式面板，操作簡(jiǎn)單方便，雙電池智能供電，電池續(xù)航時(shí)間久，在進(jìn)行作業(yè)時(shí)可以大幅度提高效率。具體工作參數(shù)如下：（1）外殼為AZ91D鎂合金材質(zhì)，防水防塵等級(jí)IP68級(jí)，可以起到有效的保護(hù)；（2）尺寸13.5cm×10.6cm，體積孝重量輕，方便攜帶與拆裝；（3）LINUX操作系統(tǒng)，觸摸式面板，初始化時(shí)間5s，操作簡(jiǎn)單，可靠性高；（4）定位精度高，滿足無人駕駛插秧機(jī)的作業(yè)要求；（5）功耗3.2W，雙電池智能切換，可外接直流電，RTK模式下可工作12小時(shí)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)RTK-GPS北斗基站模塊RTK差分信號(hào)GPS插秧機(jī)北斗接收天線移動(dòng)單元

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文13如圖2.2所示，本文采用組合定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)無人駕駛插秧機(jī)的精確定位，組合定位系統(tǒng)由RTK-GPS/北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組成，動(dòng)態(tài)定位精度可達(dá)5mm，滿足插秧機(jī)無人駕駛的精度要求。圖2.2組合導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖Figure2.2Integratednavigationsystemdiagram2.2GPS接收機(jī)的選型與安裝2.2.1GPS接收機(jī)的選型本課題選用上海華測(cè)公司的I70接收機(jī)作為流動(dòng)站，T5F-RT6接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，實(shí)現(xiàn)對(duì)插秧機(jī)的實(shí)時(shí)差分定位，流動(dòng)站和基準(zhǔn)站的實(shí)物圖如圖2.3和圖2.4所示。圖2.3流動(dòng)站圖2.4基準(zhǔn)站Figure2.3MobilestationFigure2.4Datumstation華測(cè)I70型接收機(jī)是一款集成了OLED顯示屏和收發(fā)電臺(tái)的高性能RTK接收機(jī)。該接收機(jī)有7種工作模式可供選擇，采用觸摸式面板，操作簡(jiǎn)單方便，雙電池智能供電，電池續(xù)航時(shí)間久，在進(jìn)行作業(yè)時(shí)可以大幅度提高效率。具體工作參數(shù)如下：（1）外殼為AZ91D鎂合金材質(zhì)，防水防塵等級(jí)IP68級(jí)，可以起到有效的保護(hù)；（2）尺寸13.5cm×10.6cm，體積孝重量輕，方便攜帶與拆裝；（3）LINUX操作系統(tǒng)，觸摸式面板，初始化時(shí)間5s，操作簡(jiǎn)單，可靠性高；（4）定位精度高，滿足無人駕駛插秧機(jī)的作業(yè)要求；（5）功耗3.2W，雙電池智能切換，可外接直流電，RTK模式下可工作12小時(shí)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)RTK-GPS北斗基站模塊RTK差分信號(hào)GPS插秧機(jī)北斗接收天線移動(dòng)單元

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于GPS導(dǎo)航插秧機(jī)的路徑規(guī)劃研究[D]. 郭劉粉.浙江理工大學(xué) 2018
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[7]面向GPS導(dǎo)航拖拉機(jī)的最優(yōu)全局覆蓋路徑規(guī)劃研究[D]. 劉向鋒.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2011
[8]智能割草機(jī)器人路徑識(shí)別、跟蹤與障礙探測(cè)技術(shù)的研究[D]. 李凌翔.南京理工大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3128546