基于改进纯追踪模型的农机路径跟踪算法研究

发布时间：2022-01-06 15:51

　　为提高农机作业时直线行驶的精度,提出了一种基于改进纯追踪模型的农机路径跟踪算法。在建立了运动学模型和纯追踪模型的基础上,对农机直线跟踪方法进行研究;针对GPS导航精度易受噪声干扰的问题,通过卡尔曼滤波对航向误差以及横向误差进行了平滑处理,以获取更高精度的航向误差和横向误差;为提高纯追踪模型的自适应能力,以横向误差和航向误差的均方根误差为基础,构建适应度函数,并设计了权重函数,采用横向误差作为主要决策参数,通过粒子群优化（Particle swarm optimization,PSO）算法实时确定纯追踪模型中的前视距离;为使粒子群减少计算时间、尽快进行局部搜索,对PSO算法中惯性权重系数进行了改进。以东方红1104-C型拖拉机为试验平台,设计了农机自动导航控制系统,进行了农田播种试验。结果表明:当农机行驶速度为0.7 m/s时,采用基于改进纯追踪模型的农机路径跟踪算法,直线跟踪的最大横向误差为0.09 m;当行驶距离超过5 m后,最大横向误差为0.02 m,该算法能够有效地提高农机作业时的直线行驶精度。 

【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

路径跟踪系统原理图

阿克曼转向几何示意图

农机通常以二轮模型进行运动学分析，即假设农机在平滑路面行驶，轮胎与地面只产生纵向压力，可将农机模型简化为二轮模型。轮胎为刚性轮，不产生侧向滑动，二轮模型实际是简化后的阿克曼模型。二轮模型示意图如图3所示。图中，A(xs,ys)表示前轮轴心坐标，B(xd,yd)表示后轮轴心坐标，α为农机航向角，δs为前轮转向角，vs和vd分别表示前、后轮速度。由二轮模型可得前轮转向角为

【参考文献】：
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本文编号：3572739