基于GPS/INS和线控转向的农业机械自动驾驶系统

发布时间：2024-02-21 22:58

　　研究旨在设计出一套农用车辆自动导航控制系统,让机器人代替农民进行田间作业,实现农用车辆自动驾驶,从而可以有效提高农业机械的作业精度、生产效率和使用安全性,并且为精细农业研究提供技术支持,改善农业生产的方法。该文通过GPS/INS(global positioning system/inertial navigation system)组合导航技术实时获得载体的导航信息(位置、速度、航向、姿态),根据导航信息与预设轨迹参数计算出载体的目标前轮转向角,并以该目标前轮转向角与当前前轮转角的差值作为控制输入,实现对转向执行电机的精确控制,从而实现载体的路径跟踪控制。同时对整个系统的软硬件进行设计,并对系统控制策略进行仿真和试验验证。最终结果表明,本文所设计的组合导航系统定位精度高,其定位精度可达到0.1⁰.5 m;路径跟踪系统误差小,当车速分别为0.5 m/s和1 m/s时,路径跟踪的最大横向误差分别为0.16 m和0.27 m;整个系统响应速度快,可达到0.1s。通过将GPS/INS组合导航技术与线控转向技术相结合,能够实现农用车辆的自动驾驶。

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
0 引言
1 系统工作原理
2 系统硬件设计
    2.1 车载感知单元硬件设计
    2.2 GPS模块
    2.3 主控制器设计
3 系统控制策略及算法
    3.1 组合导航算法
        3.1.1 车辆姿态解算方法设计
        3.1.2 捷联惯导算法设计
        3.1.3 差分GPS算法设计
    3.2 路径跟踪控制算法设计
        3.2.1 预见点Q以及目标点P
        3.2.2 P点附近的车辆运动方程
        3.2.3 前轮转角算法设计
4 系统软件设计
    4.1 组合导航系统软件设计
    4.2 主控制器软件设计
5 试验验证及仿真
    5.1 路径跟踪控制仿真
    5.2 转向执行电机控制策略仿真
    5.3 GPS/INS导航验证试验
    5.4 转向控制试验
6 结论



本文编号：3906015