CN106647770A - 用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法 - Google Patents

用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法 Download PDF

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CN106647770A CN201710046256.XA CN201710046256A CN106647770A CN 106647770 A CN106647770 A CN 106647770A CN 201710046256 A CN201710046256 A CN 201710046256A CN 106647770 A CN106647770 A CN 106647770A
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林德相
袁洪良
王烁
徐涛
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Abstract

本发明提供了农机路径控制技术领域内的一种用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，具体包括以下步骤，步骤1：输入农机的作业模式；步骤2：获取农机所处环境的地理信息，根据农机实际的作业模式选择对应的掉头路径；步骤3：农机在前进过程中，农机通过传感器获得农机位置信息，使用预瞄和PI控制器组合起来计算当前的前轮转向角，控制农机的转向角实现农机的自动掉头；本发明的控制精度高，可根据农机实际的作业模式选择对应的掉头路径，适用范围广。

Description

用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种自动掉头路径规划及其控制方法，特别涉及一种用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法。
背景技术
农机在导航作业时一般需要进行自动掉头对准下一作业行的跟踪，控制农机准确的掉头技术是实现精准农业的关键，该技术可提高农机的作业精度和作业效率，使驾驶员摆脱长时间劳累的重复驾驶工作，降低劳动力。
在现有的农机路径跟踪方法上，控制农机按照设定好的路径行走的控制方法有多种，如BUG算法、人工势场法、VFH算法、模糊逻辑算法、模糊神经网络算法等，这些算法的应用场景均是复杂的作业环境，算法的逻辑复杂， 应用于农机作业不复杂的作业环境下，反应速度较慢，反而降低其控制精度；另外，对于由若干个大小不同的田块组成的田地，工作人员需携带多个导航系统，到一个田地工作时，工作人员需根据田块的实际大小选择一个与之对应的导航系统安装到农机上，到另一块宽幅不同的田块时，将以上导航系统拆下来，将新的导航系统重新安装到农机上，无法根据农机的实际作业模式进行路径控制，适用范围小，成本高，操作麻烦。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，解决现有技术中控制精度低且适用范围小的技术问题，提供一种用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，本发明的控制精度高，适用范围广。
本发明的目的是这样实现的：一种用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，具体包括以下步骤，
步骤1：输入农机的作业模式；
步骤2：获取农机所处环境的地理信息，根据农机实际的作业模式选择对应的掉头路径；
步骤3：农机在前进过程中，农机通过传感器获得农机位置信息，使用预瞄和PI控制器组合起来计算当前的前轮转向角，控制农机的转向角实现农机的自动掉头。
本发明工作时，工作人员先根据田块的宽幅输入农机的作业模式，通过传感器感应农机周围的环境信息，农机掉头时，农机根据实际的作业模式选择设定好的掉头路径，农机通过传感器检测获得农机的位置信息，使用预瞄控制器和PI控制器相结合起来实时计算出农机的前轮转角，农机在行走过程中通过实时调整农机的前轮转角，通过控制农机的前轮转向角使农机沿着设定的曲线行走，从而实现农机的掉头；本发明中设定了不同作业模式下对应的掉头路径，可通过农机的实际作业模式选择与其相对应的掉头路径，集成度高，适用范围更加广泛，降低成本，操作简便；使用预瞄控制器和PI控制器的结合控制农机的前轮转向角使农机沿着设定好的避障曲线行走，控制精度高；本发明可应用于农机在导航作业时的自动掉头的工作中。
为了进一步提高农机掉头速度，本发明的步骤1中，农机的作业模式包括播种和耕地；步骤2中，播种情况下对应的掉头路径为多线型路径一，耕地情况下对应的掉头路径包括交叉型路径、圆弧路径和多线型路径二，且根据不同的犁具宽度选择不同的掉头路径，犁具宽度包括小宽幅、中宽幅和大宽幅，小宽幅、中宽幅和大宽幅作业模式下对应的掉头路径分别为交叉型路径、圆弧路径和多线型路径二，小宽幅对应的犁具宽度的数值范围为Rmin<W<1.5Rmin,中宽幅对应的犁具宽度的数值范围为1.5Rmin<W≤2Rmin,大宽幅对应的犁具宽度的数值范围为W>2Rmin，Rmin为农机的最小转弯半径，W为犁具宽度；此设计中，将农机的作业模式分为播种和耕地，不同作业模式，对应的掉头路径不同，优化掉头曲线，缩短农机掉头时间。
为了进一步提高农机掉头效率，所述多线型路径一由直线段一、圆弧段一和圆弧段二组成，圆弧段一和圆弧段二相切且对应的半径相同，农机依次经过直线段一、圆弧段一和圆弧段二实现掉头；所述交叉型路径由圆弧段三、直线段二和圆弧段四组成，圆弧段三和圆弧段四相交且关于直线段一的中心对称，圆弧段三和圆弧段四的半径大小相同，农机依次经过圆弧段三、直线段二和圆弧段四实现掉头；所述圆弧路径由圆弧段五、圆弧段六和圆弧段七组成，所述圆弧段六分别和圆弧段五、圆弧段七相切，所述圆弧段五和圆弧段七关于圆弧段六的中心线对称设置，农机依次经过圆弧段五、圆弧段六和圆弧段七实现掉头；所述多线型路径二由圆弧段八、直线段三和圆弧段九组成，圆弧段八和圆弧段九关于直线段三的中心线对称设置，农机依次经过圆弧段八、直线段九和圆弧段九实现掉头。
为了进一步提高农机掉头路径的精度，所述多线型路径一的各个线段的数学关系式为：
（1-1）
其中，R1为圆弧段一对应的半径，R2为圆弧段二对应的半径，AE为直线段一的长度，AC为农机开始转弯的后轴中心与农机转弯结束的后轴中心间连接线段的长度；
所述交叉型路径一的各个线段的数学关系式为：
（1-2）
其中，R3为圆弧段三对应的半径，R4为圆弧段四对应的半径，C1D1为直线段二的长度，A1B1农机开始转弯的后轴中心与农机转弯结束的后轴中心间连接线段的长度；
所述圆弧路径的各个线段的数学关系式为：
（1-3）
其中，Rt为圆弧段五、圆弧段六和圆弧段七对应的半径，圆弧段五、圆弧段六和圆弧段七的圆心的连线构成三角形，β为圆弧段六的圆心分别与圆弧段五和圆弧段七的圆心连线之间的夹角，α为圆弧段五的圆心分别与圆弧段六和圆弧段七的圆心连线之间的夹角，γ为圆弧段七的圆心分别与圆弧段五和圆弧段六的圆心连线之间的夹角；
所述多线型路径二的各个线段的数学关系式为：
（1-4）
其中，R5为圆弧段八对应的半径，R6为圆弧段九对应的半径，B2C2为直线段三的长度，A2D2为圆弧段八的圆心和圆弧段九的圆心的连线；
此设计中，根据不同作业模式建立不同的路径模型，为准确跟踪曲线建立基础。
为了提高跟踪曲线的控制精度，步骤3中，利用预瞄控制器计算出理论前轮转角，具体的为，确定农机的前视距离l，取路径上的一点为预瞄点（x0，y0），R为前视距离对应的圆弧段的半径， l、R和x之间的关系式为：
（2-1）
将农机简化为二轮车，建立农机的运动学模型：
（2-2）
根据阿克曼转向几何关系，农机的转弯半径和前轮转角、轴距的关系式为：
（2-3）
将（3-2）和（3-3）结合起来得到理论转角的计算公式为：
（2-4）
其中，θ为农机的航向偏差角，农机后轴中心记为点A，农机后轴中心A和预瞄点P连线记为AP，航向偏差角为农机航向与AP之间的夹角，δ为农机的理论前轮转角，L为农机的轴距，v为农机的行驶速度，x0、y0为农机的横坐标和纵坐标，设定的曲线路径上距离农机中心最近的点即为M。
为了进一步提高跟踪曲线的控制精度，步骤3中，使用PI控制方法计算出补偿前轮转角，具体的包括以下步骤：
（301）根据农机的位置和预瞄点计算出农机的航向偏差角θ作为PI的误差输入e（k）；
（302）计算出当前的积分累计误差；
（303）PI控制输出补偿前轮转角，补偿前轮转角的计算公式为：
（3）
其中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，e（i）为i时间点下对应的误差输入，k为总采样时间点数，u（k）为PI控制的输出，具体的为当前的补偿前轮转角；
此设计中，考虑到农机在实际运行中，转向关系并不是完全满足预瞄控制器中的阿克曼转向原理，会存在一定的控制误差，将PI控制方法对预瞄控制方法进行辅助控制，消除预瞄控制器带来的误差，进一步提高控制精度。
作为本发明的进一步改进，步骤3中，使用预瞄和PI控制器组合起来计算当前的前轮转向角具体的为，通过预瞄控制器计算得到理论前轮转角，PI控制器计算得到补偿前轮转角，将理论前轮转角和补偿前轮转角相加后得到实际前轮转角，将实际前轮转角实时输出给农机模型，控制农机的前轮转角实现农机的自动避障。
作为本发明的进一步改进，所述传感器包括位置传感器和角度传感器，所述角度传感器检测农机的转向角，所述位置传感器获得农机的位置信息；农机的前后侧分别设有视觉机器相机，所述视觉机器相机获取农机所处环境的地理信息。
附图说明
图1为本发明中播种时的掉头路径轨迹图。
图2为本发明中耕地时小幅宽的掉头路径轨迹图。
图3为本发明中耕地时中幅宽的掉头路径轨迹图。
图4为本发明中耕地时大幅宽的掉头路径轨迹图。
图5为本发明的控制框图。
图6为本发明中的预瞄算法示意图。
图7为本发明中PI控制的曲线跟踪示意图。
图8为本发明中设定曲线与跟踪曲线的仿真模拟曲线跟踪对比图。
图9为本发明中的航向偏差模拟图。
图10为本发明中的横向偏差模拟图。
图11为本发明中的前轮转向角曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1～11所示的一种用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，具体包括以下步骤：
步骤1：输入农机的作业模式；
步骤2：获取农机所处环境的地理信息，根据农机实际的作业模式选择对应的掉头路径；
步骤3：农机在前进过程中，农机通过传感器获得农机位置信息，使用曲线跟踪方法获得实时曲线曲率、航向偏差和横向偏差，用状态反馈控制器和自适应控制器的结合计算当前的前轮转向角，控制农机的转向角实现农机的自动掉头；
本发明的步骤1中，农机的作业模式包括播种和耕地；另外，步骤1中的传感器包括位置传感器和角度传感器，角度传感器检测农机的转向角，位置传感器获得农机的位置信息；农机的前后侧分别设有视觉机器相机，视觉机器相机获取农机所处环境的地理信息；
本发明的步骤2中，播种情况下对应的掉头路径为多线型路径一，如图1所示，多线型路径一由直线段一l1、圆弧段一ρ1和圆弧段二ρ2组成，圆弧段一ρ1和圆弧段二ρ2相切且对应的半径相同，农机依次经过直线段一l1、圆弧段一ρ1和圆弧段二ρ2实现掉头；耕地情况下，根据不同的犁具宽度设置不同的掉头路径，犁具宽度包括小宽幅、中宽幅和大宽幅，小宽幅对应的犁具宽度的数值范围为Rmin<W<1.5Rmin,中宽幅对应的犁具宽度的数值范围为1.5Rmin<W≤2Rmin,大宽幅对应的犁具宽度的数值范围为W>2Rmin，Rmin为农机的最小转弯半径，W为犁具宽度；小宽幅、中宽幅和大宽幅下对应的掉头路径分别为交叉型路径、圆弧路径和多线型路径二，交叉型路径（如图2所示）由圆弧段三ρ3、直线段二l2和圆弧段四ρ4组成，圆弧段三ρ3和圆弧段四ρ4相交且关于直线段二l2的中心对称设置，圆弧段三ρ3和圆弧段四ρ4的半径大小相同，农机依次经过圆弧段三ρ3、直线段二l2和圆弧段四ρ4实现掉头；圆弧路径（如图3所示）由圆弧段五ρ5、圆弧段六ρ6和圆弧段七ρ7组成，圆弧段六ρ6分别和圆弧段五ρ5、圆弧段七ρ7相切，圆弧段五ρ5和圆弧段七ρ7关于圆弧段六ρ6的中心线对称设置，农机依次经过圆弧段五ρ5、圆弧段六ρ6和圆弧段七ρ7实现掉头；多线型路径二（如图4所示）由圆弧段八ρ8、直线段三l3和圆弧段九ρ9组成，圆弧段八ρ8和圆弧段九ρ9关于直线段三l3的中心线对称设置，农机依次经过圆弧段八ρ8、直线段三l3和圆弧段九ρ9实现掉头；
其中，多线型路径一的各个线段的数学关系式为：
（1-1）
其中，R1为圆弧段一ρ1对应的半径，R2为圆弧段二ρ2对应的半径，AE为直线段一l1的长度，AC为农机开始转弯的后轴中心与农机转弯结束的后轴中心间连接线段的长度；
交叉型路径一的各个线段的数学关系式为：
（1-2）
其中，R3为圆弧段三ρ3对应的半径，R4为圆弧段四ρ4对应的半径，C1D1为直线段二l2的长度，A1B1农机开始转弯的后轴中心与农机转弯结束的后轴中心间连接线段的长度；
圆弧路径的各个线段的数学关系式为：
（1-3）
其中，Rt为圆弧段五ρ5、圆弧段六ρ6和圆弧段七ρ7对应的半径，圆弧段五ρ5、圆弧段六ρ6和圆弧段七ρ7的圆心的连线构成三角形，β为圆弧段六ρ6的圆心分别与圆弧段五ρ5和圆弧段七ρ7的圆心连线之间的夹角，α为圆弧段五ρ5的圆心分别与圆弧段六ρ6和圆弧段七ρ7的圆心连线之间的夹角，γ为圆弧段七ρ7的圆心分别与圆弧段五ρ5和圆弧段六ρ6的圆心连线之间的夹角；
多线型路径二的各个线段的数学关系式为：
（1-4）
其中，R5为圆弧段八ρ8对应的半径，R6为圆弧段九ρ9对应的半径，B2C2为直线段三l3的长度，A2D2为圆弧段八ρ8的圆心和圆弧段九ρ9的圆心的连线；
步骤3中，利用预瞄控制器计算出理论前轮转角，具体的为，确定农机的前视距离l，取路径上的一点为预瞄点（x0，y0），R为前视距离对应的圆弧段的半径， l、R和x之间的关系式为：
（2-5）
由（3-5）可以得到：
（2-1）
将农机简化为二轮车，建立农机的运动学模型：
（2-2）
根据阿克曼转向几何关系，农机的转弯半径和前轮转角、轴距的关系式为：
（2-3）
将（3-2）和（3-3）结合起来得到理论转角的计算公式为：
（2-4）
其中，θ为农机的航向偏差角，农机后轴中心记为点A，农机后轴中心A和预瞄点P连线记为AP，航向偏差角为农机航向与AP之间的夹角，δ为农机的理论前轮转角，L为农机的轴距，v为农机的行驶速度，x0、y0为农机的横坐标和纵坐标，设定的曲线路径上距离农机中心最近的点即为M，D为圆弧段的圆心与预瞄点P横坐标间的横向距离；为农机在x轴方向上的速度，为农机在y轴方向上的速度，v为农机的速度。
考虑到农机在实际运行中，转向关系并不是完全满足预瞄控制器中的阿克曼转向原理，会存在一定的控制误差，将PI控制方法对预瞄控制方法进行辅助控制，消除预瞄控制器带来的误差，进一步提高控制精度，其中，使用PI控制方法计算出补偿前轮转角，具体的包括以下步骤：
（301）根据农机的位置和预瞄点计算出农机的航向偏差角θ作为PI的误差输入e（k）；
（302）计算出当前的积分累计误差；
（303）PI控制输出补偿前轮转角，补偿前轮转角的计算公式为：
（3）
其中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，e（i）为i时间点下对应的误差输入，k为总采样时间点数，u（k）为PI控制的输出，具体的为当前的补偿前轮转角；
步骤3中，使用预瞄和PI控制器组合起来计算当前的前轮转向角具体的为，通过预瞄控制器计算得到理论前轮转角，PI控制器计算得到补偿前轮转角，将理论前轮转角和补偿前轮转角相加后得到实际前轮转角，将实际前轮转角实时输出给农机模型，控制农机的前轮转角实现农机的自动避障。
使用matlab软件对本发明进行仿真，设定由直线和圆弧构成的曲线，给定农机的起始位置为（-13,1），初始航向角度为0rad，Kp取为2，Ki取为0.01；利用本发明的控制方法对设定好的曲线进行跟踪，图8～图11的横坐标均为农机的行驶距离，从图8中可以看出，跟踪曲线与设定曲线基本重合；从图9中可以看出，横向偏差维持在10cm左右；从图10中可以看出，航向偏差大概在0.08rad左右；从图11中可以看出，前轮转向角为1阶惯性环节，没有突变，和实际相符；通过以上分析，使用本发明中的控制方法进行农机的掉头路径控制，控制精度高，农机基本按照设定的曲线路径行走。
本发明工作时，输入农机的作业模式，视觉机器相机采集农机周围的环境信息，根据周围环境信息确认农机是否掉头；农机掉头时，农机根据实际的作业模式选择设定好的掉头路径，当作业模式为播种时，农机的掉头路径选择多线型路径一，农机通过传感器检测获得农机的位置信息，通过预瞄控制器得到理论前轮转角，PI控制器补偿预瞄控制器产生的控制误差输出补偿前轮转角，将理论前轮转向角和期望补偿转向角相加后得到实际前轮转角并将前轮转角输出给农机模型，位置传感器实时检测农机所在位置并将位置信息发送给预瞄控制器和PI控制器，通过控制农机的前轮转角使农机沿着设定的曲线行走，从而实现农机的掉头；当作业模式为耕地时，根据农机上悬挂的犁具宽度选择掉头路径，掉头路径轨迹选定后，按照上述相同的控制过程控制农机的掉头；本发明中设定了不同作业模式下对应的掉头路径，可通过农机的实际作业模式选择与其相对应的掉头路径，集成度高，适用范围更加广泛，降低成本，操作简便；使用预瞄控制器和PI控制器的结合控制农机的前轮转向角使农机沿着设定好的避障曲线行走，控制精度高；本发明可应用于农机在导航作业时的自动掉头的工作中。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，其特征在于，
步骤1：输入农机的作业模式；
步骤2：获取农机所处环境的地理信息，根据农机实际的作业模式选择对应的掉头路径；
步骤3：农机在前进过程中，农机通过传感器获得农机位置信息，使用预瞄和PI控制器组合起来计算当前的前轮转向角，控制农机的转向角实现农机的自动掉头。
2.根据权利要求1所述的用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，其特征在于，步骤1中，农机的作业模式包括播种和耕地；步骤2中，播种情况下对应的掉头路径为多线型路径一，耕地情况下对应的掉头路径包括交叉型路径、圆弧路径和多线型路径二，且根据不同的犁具宽度选择不同的掉头路径，犁具宽度包括小宽幅、中宽幅和大宽幅，小宽幅、中宽幅和大宽幅作业模式下对应的掉头路径分别为交叉型路径、圆弧路径和多线型路径二，小宽幅对应的犁具宽度的数值范围为Rmin<W<1.5Rmin,中宽幅对应的犁具宽度的数值范围为1.5Rmin<W≤2Rmin,大宽幅对应的犁具宽度的数值范围为W>2Rmin，Rmin为农机的最小转弯半径，W为犁具宽度。
3.根据权利要求2所述的用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，其特征在于：所述多线型路径一由直线段一、圆弧段一和圆弧段二组成，圆弧段一和圆弧段二相切且对应的半径相同，农机依次经过直线段一、圆弧段一和圆弧段二实现掉头；所述交叉型路径由圆弧段三、直线段二和圆弧段四组成，圆弧段三和圆弧段四相交且关于直线段一的中心对称，圆弧段三和圆弧段四的半径大小相同，农机依次经过圆弧段三、直线段二和圆弧段四实现掉头；所述圆弧路径由圆弧段五、圆弧段六和圆弧段七组成，所述圆弧段六分别和圆弧段五、圆弧段七相切，所述圆弧段五和圆弧段七关于圆弧段六的中心线对称设置，农机依次经过圆弧段五、圆弧段六和圆弧段七实现掉头；所述多线型路径二由圆弧段八、直线段三和圆弧段九组成，圆弧段八和圆弧段九关于直线段三的中心线对称设置，农机依次经过圆弧段八、直线段九和圆弧段九实现掉头。
4. 根据权利要求3所述的用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，其特征在于，所述多线型路径一的各个线段的数学关系式为：
（1）
其中，R1为圆弧段一对应的半径，R2为圆弧段二对应的半径，AE为直线段一的长度，AC为农机开始转弯的后轴中心与农机转弯结束的后轴中心间连接线段的长度；
所述交叉型路径一的各个线段的数学关系式为：
（1-2）
其中，R3为圆弧段三对应的半径，R4为圆弧段四对应的半径，C1D1为直线段二的长度，A1B1农机开始转弯的后轴中心与农机转弯结束的后轴中心间连接线段的长度；
所述圆弧路径的各个线段的数学关系式为：
（1-3）
其中，Rt为圆弧段五、圆弧段六和圆弧段七对应的半径，圆弧段五、圆弧段六和圆弧段七的圆心的连线构成三角形，β为圆弧段六的圆心分别与圆弧段五和圆弧段七的圆心连线之间的夹角，α为圆弧段五的圆心分别与圆弧段六和圆弧段七的圆心连线之间的夹角，γ为圆弧段七的圆心分别与圆弧段五和圆弧段六的圆心连线之间的夹角；
所述多线型路径二的各个线段的数学关系式为：
（1-4）
其中，R5为圆弧段八对应的半径，R6为圆弧段九对应的半径，B2C2为直线段三的长度，A2D2为圆弧段八的圆心和圆弧段九的圆心的连线。
5. 根据权利要求1～4任一项所述的用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，其特征在于，步骤3中，利用预瞄控制器计算出理论前轮转角，具体的为，确定农机的前视距离l，取路径上的一点为预瞄点（x0，y0），R为前视距离对应的圆弧段的半径，l、R和x之间的关系式为：
（2-1）
将农机简化为二轮车，建立农机的运动学模型：
（2-2）
根据阿克曼转向几何关系，农机的转弯半径和前轮转角、轴距的关系式为：
（2-3）
将（3-2）和（3-3）结合起来得到理论转角的计算公式为：
（2-4）
其中，θ为农机的航向偏差角，农机后轴中心记为点A，农机后轴中心A和预瞄点P连线记为AP，航向偏差角为农机航向与AP之间的夹角，δ为农机的理论前轮转角，L为农机的轴距，v为农机的行驶速度，设定的曲线路径上距离农机中心最近的点记为M。
6.根据权利要求5所述的用于农机无人驾驶的避障路径规划及其控制方法，其特征在于，步骤3中，使用PI控制方法计算出补偿前轮转角，具体的包括以下步骤：
（301）根据农机的位置和预瞄点得到农机的航向偏差角θ作为PI的误差输入e（k）；
（302）计算出当前的积分累计误差；
（303）PI控制输出补偿前轮转角，补偿前轮转角的计算公式为：
（3）
其中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，e（i）i时间点下对应的误差输入，k为总采样时间点数，u（k）为PI控制的输出，具体的为当前的补偿前轮转角。
7.根据权利要求6所述的用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，步骤3中，使用预瞄和PI控制器组合起来计算当前的前轮转向角具体的为，通过预瞄控制器计算得到理论前轮转角，PI控制器计算得到补偿前轮转角，将理论前轮转角和补偿前轮转角相加后得到实际前轮转角，将实际前轮转角实时输出给农机模型，控制农机的前轮转角实现农机的自动避障。
8.根据权利要求1～4任一项、6或7所述的用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法，其特征在于,所述传感器包括位置传感器和角度传感器，所述角度传感器检测农机的转向角，所述位置传感器获得农机的位置信息；农机的前后侧分别设有视觉机器相机，所述视觉机器相机获取农机所处环境的地理信息。
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