面向农业机械的组合导航关键技术研究

发布时间：2020-04-24 04:05

【摘要】：现代意义的农业机械自动导航技术是在精准农业技术下发展而来,其作用主要是使农机按照优化的路径工作,尽量减少土地重复作业和遗漏作业的问题,减轻劳动强度甚至实现无人驾驶。作为精准农业的一项核心技术,农机自动导航技术已广泛应用于农药喷洒、农作物耕种收等生产过程中。本文结合嵌入式硬件、图像处理技术与惯性导航技术,根据农机作业特点,研究了一种低成本高精度的农业机械组合导航系统。主要研究内容如下:(1)针对全球导航卫星系统(GNSS)、机器视觉模块、惯性导航模块、激光导航等各类导航传感器的特点,结合现有的实验条件,确定了以嵌入式硬件平台为基础,视觉与惯性的融合数据为导航控制依据的组合导航方案。(2)以导航线为参考坐标系,分别建立了农机视觉导航和惯性导航的位姿描述方程,以及对载体进行运动学分析,完成了农用车辆视觉与惯性模块导航的标定。(3)农机导航控制算法研究设计。采用扩展卡尔曼滤波算法对多传感器组合导航的数据进行融合,得到车辆的位置、速度和航向信息。建立适当的数学模型,对导航数据的有效性进行判断,并对导航数据的处理进行优化。仿真实验表明,该组合导航算法准确性、实时性可满足实际应用,具有一定的可行性。(4)组合导航系统实现。试验中,搭建了组合导航系统所需的嵌入式软件开发环境,即Python2.7以及相关库的安装、Open CV图像库的移植;根据相关功能,编写移动控制端程序(基于i OS系统)、制定各模块之间的数据通讯协议。
【图文】：

工作安排流程图

图 2.3 Raspberry Pi 3-B 型开发板示意图采用的 Raspberry Pi 3-B 开发板，Raspberry Pi 预装 Raspbian 系构处理器，体积仅信用卡大小。表 2.1 Raspberry Pi 3-B 开发板详细参数
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;S22

【参考文献】

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本文编号：2638506