CN101866181B - 农用机械的导航方法、导航装置和农用机械 - Google Patents

农用机械的导航方法、导航装置和农用机械 Download PDF

Info

Publication number
CN101866181B
CN101866181B CN2009100824621A CN200910082462A CN101866181B CN 101866181 B CN101866181 B CN 101866181B CN 2009100824621 A CN2009100824621 A CN 2009100824621A CN 200910082462 A CN200910082462 A CN 200910082462A CN 101866181 B CN101866181 B CN 101866181B
Authority
CN
China
Prior art keywords
farm machinery
information
path
agricultural machinery
steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009100824621A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101866181A (zh
Inventor
朱忠祥
宋正河
谢斌
毛恩荣
宋晓波
王尚俊
张漫
刘刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Agricultural University
Original Assignee
China Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Agricultural University filed Critical China Agricultural University
Priority to CN2009100824621A priority Critical patent/CN101866181B/zh
Publication of CN101866181A publication Critical patent/CN101866181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101866181B publication Critical patent/CN101866181B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供了一种农用机械的导航方法、导航装置和农用机械，其中农用机械的导航方法包括：通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题进行计算以获取农用机械的预期路径信息；根据农用机械的两轮运动学模型以及跟踪问题终端时间无限调节器设计准则设计了路径跟踪最优控制器；根据所述农用机械的定位信息和所述预期路径信息获取路径误差；根据所述路径误差信息以及路径跟踪最优控制器获取路径调整信息并发送给自动转向系统。本发明实施例还提供了农用机械的导航装置以及具有上述导航装置的农用机械。上述方法、装置和设备能够提高导航的精确度。

Description

农用机械的导航方法、导航装置和农用机械
通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；
根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题进行计算以获取农用机械的预期路径信息；
根据农用机械的两轮运动学模型以及跟踪问题终端时间无限调节器设计准则生成路径跟踪最优控制器；
根据所述农用机械的定位信息和所述预期路径信息获取路径误差；
根据所述路径误差信息及路径跟踪最优控制器获取路径调整信息并发送给自动转向系统；
自动转向系统的电磁换向阀进行人工转向系统和自动转向系统的切换，选择自动控制系统作为农用机械的控制系统，自动转向系统的驱动模块根据调整信息生成调整信号；步进电机与所述驱动模块连接，根据控制信号调整液压转向器转向和转向速度，所述液压转向器由步进电机驱动，根据步进电机的转向、转向大小，定向、定量的将液压油输入到转向油缸的左腔或右腔，推动导向轮实现动力转向，所述人工转向动力系统和自动转向系统使用相同的液压转向器。
本发明还提供了一种农用机械，包括农用机械本体和人工转向系统，还包括：
导航装置，用于通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题进行计算以获取农用机械的预期路径信息；根据农用机械的两轮运动学模型以及跟踪问题终端时间无限调节器设计准则生成路径跟踪最优控制器；根据所述农用机械的定位信息和所述预期路径信息获取路径误差；根据所述路径误差信息及路径跟踪最优控制器获取路径调整信息并发送给自动转向系统；
自动转向系统，与导航装置连接，用于根据导航装置的调整信息对农用机械进行控制，所述自动转向系统包括油泵、驱动模块、电磁换向阀、步进电机、液压转向器和转向油缸；
所述油泵用于为自动转向系统提供转向动力；
所述电磁换向阀用于进行人工转向系统和自动转向系统的切换，选择自动控制系统作为农用机械的控制系统，所述人工转向动力系统和自动转向系统使用相同的液压转向器；
所述驱动模块用于根据调整信息生成调整信号；所述步进电机与所述驱动模块连接，用于根据控制信号调整液压转向器转向和转向速度；所述液压转向器由步进电机驱动，用于根据步进电机的转向、转向大小，定向、定量的将液压油输入到转向油缸的左腔或右腔，推动导向轮实现动力转向。
本发明上述实施例提供的农用机械的导航方法、导航装置和农用机械，通过一个以上的传感器获取农用机械的定位信息，并根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题计算获取了农用机械的预期路径信息；根据上述信息可获取农用机械的路径误差，最后根据上述的路径误差通过路径跟踪最优控制器计算获取路径调整信息，并将其发送给农用机械上设置的自动转向系统，可实现对农用机械的精确导航。
附图说明
图1为本发明农用机械的导航方法实施例的流程示意图；
图2为本发明农用机械的运动示意图；
图3为本发明农用机械的导航装置实施例的结构示意图；
图4为本发明农用机械的导航装置具体实施例的结构示意图；
图5为本发明农用机械实施例的结构示意图；
图6为本发明实施例中转向系统具体实施例示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明实施例提供了一种农用机械的导航方法，图1为本发明农用机械的导航方法实施例的流程示意图，如图1所示，包括如下步骤：
步骤101、通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；本步骤中一个或多个传感器获取农用机械的位姿信

Claims (5)

1.一种农用机械的导航方法，其特征在于，包括：
通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；
根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题进行计算以获取农用机械的预期路径信息；
根据农用机械的两轮运动学模型以及跟踪问题终端时间无限调节器设计准则生成路径跟踪最优控制器；
根据所述农用机械的定位信息和所述预期路径信息获取路径误差；
根据所述路径误差信息及路径跟踪最优控制器获取路径调整信息并发送给自动转向系统；
自动转向系统的电磁换向阀进行人工转向系统和自动转向系统的切换，选择自动控制系统作为农用机械的控制系统，自动转向系统的驱动模块根据调整信息生成调整信号；步进电机与所述驱动模块连接，根据控制信号调整液压转向器转向和转向速度，所述液压转向器由步进电机驱动，根据步进电机的转向、转向大小，定向、定量的将液压油输入到转向油缸的左腔或右腔，推动导向轮实现动力转向，所述人工转向动力系统和自动转向系统使用相同的液压转向器。
2.根据权利要求1所述的农用机械的导航方法，其特征在于，所述通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息包括：
从一个以上的传感器中获取农用机械的位姿数据；
根据基于双模糊控制器的自适应卡尔曼滤波算法对上述获取的位姿数据进行数据融合以获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息。
3.根据权利要求1所述的农用机械的导航方法，其特征在于，所述最优控制器随机械在路径中位置的变化而变化。
4.一种农用机械，包括农用机械本体和人工转向系统，其特征在于，还包括：
导航装置，用于通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题进行计算以获取农用机械的预期路径信息；根据农用机械的两轮运动学模型以及跟踪问题终端时间无限调节器设计准则生成路径跟踪最优控制器；根据所述农用机械的定位信息和所述预期路径信息获取路径误差；根据所述路径误差信息及路径跟踪最优控制器获取路径调整信息并发送给自动转向系统；自动转向系统，与导航装置连接，用于根据导航装置的调整信息对农用机械进行控制，所述自动转向系统包括油泵、驱动模块、电磁换向阀、步进电机、液压转向器和转向油缸；
所述油泵用于为自动转向系统提供转向动力；
所述电磁换向阀用于进行人工转向系统和自动转向系统的切换，选择自动控制系统作为农用机械的控制系统，所述人工转向动力系统和自动转向系统使用相同的液压转向器；
所述驱动模块用于根据调整信息生成调整信号；所述步进电机与所述驱动模块连接，用于根据控制信号调整液压转向器转向和转向速度；所述液压转向器由步进电机驱动，用于根据步进电机的转向、转向大小，定向、定量的将液压油输入到转向油缸的左腔或右腔，推动导向轮实现动力转向。
5.根据权利要求4所述的农用机械，其特征在于，还包括：
角位移传感器，用于测量转向轮的转向角度，并将测量结果发送给导航装置。
CN2009100824621A 2009-04-16 2009-04-16 农用机械的导航方法、导航装置和农用机械 Expired - Fee Related CN101866181B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100824621A CN101866181B (zh) 2009-04-16 2009-04-16 农用机械的导航方法、导航装置和农用机械

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100824621A CN101866181B (zh) 2009-04-16 2009-04-16 农用机械的导航方法、导航装置和农用机械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101866181A CN101866181A (zh) 2010-10-20
CN101866181B true CN101866181B (zh) 2011-12-14

Family

ID=42957938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100824621A Expired - Fee Related CN101866181B (zh) 2009-04-16 2009-04-16 农用机械的导航方法、导航装置和农用机械

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101866181B (zh)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102591332B (zh) * 2011-01-13 2014-08-13 同济大学 用于无人驾驶汽车局部路径规划的装置及方法
CN102506852B (zh) * 2011-11-01 2016-08-03 华中农业大学 农用车辆视觉导航系统及其导航方法
CN103914066B (zh) * 2012-12-28 2016-12-28 中国科学院沈阳自动化研究所 农机自动导航控制器及其控制方法
CN103247213B (zh) * 2013-03-13 2015-04-15 北京农业智能装备技术研究中心 拖拉机自动导航实验台
CN103196441A (zh) * 2013-03-19 2013-07-10 江苏大学 一种喷雾机械组合导航方法及系统
CN104216405B (zh) * 2013-06-04 2017-12-29 内蒙古大学 田间机器人的导航方法及设备
CN103499973B (zh) * 2013-09-30 2016-04-20 中国农业大学 一种主－从机协同作业农业机械智能导航系统
CN104295551B (zh) * 2014-08-18 2016-03-23 中国农业大学 一种自动转向比例控制阀块及基于该阀块的导航液压系统
CN104571109A (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 南京农业大学 一种基于扰动观测器的农用车辆自主导航转向控制方法
CN104991559B (zh) * 2015-07-08 2019-04-19 江苏大学 一种自动巡航检测温室综合信息的方法
CN105022399A (zh) * 2015-07-16 2015-11-04 柳州六品科技有限公司 对于作业机构具有改进的地面跟随农机控制系统
PL3298873T3 (pl) * 2016-09-21 2020-08-24 Exel Industries Urządzenie sterujące do pojazdu, odpowiadający mu pojazd i sposób
CN108260401A (zh) * 2017-01-04 2018-07-10 西北农林科技大学 一种基于ros无人驾驶联合收割机激光导航系统
CN106647770A (zh) * 2017-01-22 2017-05-10 无锡卡尔曼导航技术有限公司 用于农机无人驾驶的田间掉头路径规划及其控制方法
CN108496533A (zh) * 2017-02-27 2018-09-07 西北农林科技大学 一种无人驾驶联合收割机激光导航系统
CN107015477B (zh) * 2017-04-05 2019-10-18 同济大学 基于状态反馈的车辆路径跟踪h∞控制方法
EP3413157B1 (de) * 2017-06-09 2020-08-05 Andreas Stihl AG & Co. KG Verfahren zum bestimmen eines spezifischen steuerparameterbereichs eines autonomen mobilen grünflächenbearbeitungsroboters, verfahren zum betreiben eines autonomen mobilen grünflächenbearbeitungsroboters, system und autonomer mobiler grünflächenbearbeitungsroboter
CN109656240A (zh) * 2017-10-10 2019-04-19 雷沃重工股份有限公司 一种车辆路径跟踪控制装置、方法和车辆
CN107703945A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 洛阳中科龙网创新科技有限公司 一种多目标融合的智能农用机械路径规划方法
CN107807644A (zh) * 2017-10-30 2018-03-16 洛阳中科龙网创新科技有限公司 一种农用机械最低油耗运动路径规划方法
CN108427416B (zh) * 2018-04-04 2021-09-07 上海华测导航技术股份有限公司 一种无人船差速自动转向控制系统及控制方法
CN108438048B (zh) * 2018-04-04 2021-05-14 上海华测导航技术股份有限公司 一种新型的履带式拖拉机自动转向控制系统及控制方法
CN108508899A (zh) * 2018-05-07 2018-09-07 湖北汽车工业学院 一种无人驾驶车辆轨迹跟踪控制行驶系统
CN108646743A (zh) * 2018-06-01 2018-10-12 浙江亚特电器有限公司 用于移动载具的路径跟踪方法
CN108646747A (zh) * 2018-06-05 2018-10-12 上海交通大学 农用车辆路径跟踪控制方法
CN108614567A (zh) * 2018-06-20 2018-10-02 安徽酷哇机器人有限公司 智能环卫作业车控制系统
CN109115225A (zh) * 2018-08-31 2019-01-01 江苏大学 一种无人作业谷物联合收割机导航方法与导航装置
CN109508007A (zh) * 2018-12-11 2019-03-22 东南大学 一种基于多源信息融合的农机轨迹跟踪、避障系统及方法
CN109726480A (zh) * 2018-12-29 2019-05-07 青岛慧拓智能机器有限公司 一种用于验证无人矿卡相关算法的系统
CN109885063A (zh) * 2019-03-15 2019-06-14 江苏大学 一种融合视觉和激光传感器的施药机器人农田路径规划方法
CN113419523A (zh) * 2021-06-08 2021-09-21 无锡卡尔曼导航技术有限公司 一种适用于无角度传感器的农机获得前轮期望角度的方法
CN114384915A (zh) * 2022-01-13 2022-04-22 成都信息工程大学 基于lqr的改进路径跟踪控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0901929A1 (en) * 1997-09-10 1999-03-17 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Vehicle maneuvering control device
JP2000029521A (ja) * 1998-07-08 2000-01-28 Fuji Heavy Ind Ltd 自律走行方法及び自律走行車
CN101082493A (zh) * 2007-06-28 2007-12-05 华南农业大学 一种农业机械导航的组合定位方法
CN101221447A (zh) * 2008-01-18 2008-07-16 中国农业大学 一种机械自动转向控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0901929A1 (en) * 1997-09-10 1999-03-17 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Vehicle maneuvering control device
JP2000029521A (ja) * 1998-07-08 2000-01-28 Fuji Heavy Ind Ltd 自律走行方法及び自律走行車
CN101082493A (zh) * 2007-06-28 2007-12-05 华南农业大学 一种农业机械导航的组合定位方法
CN101221447A (zh) * 2008-01-18 2008-07-16 中国农业大学 一种机械自动转向控制方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
党革荣等.拖拉机地头转弯的最佳路径研究.《西北农林科技大学学报(自然科学版)》.2006,(第10期), *
吕安涛等.拖拉机自动转向最优控制方法的研究.《农业工程学报》.2006,(第08期), *
陈军等.拖拉机在牧草地上自动引导行走的控制.《农业机械学报》.2006,(第07期), *
陈军等.拖拉机沿曲线路径的跟踪控制.《农业工程学报》.2006,(第11期), *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101866181A (zh) 2010-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101866181B (zh) 农用机械的导航方法、导航装置和农用机械
CN107600168A (zh) 线控转向系统的转向控制装置和方法
CN110001637A (zh) 一种基于多点跟踪的无人驾驶汽车路径跟踪控制装置及控制方法
CN108646747A (zh) 农用车辆路径跟踪控制方法
CN107992049A (zh) 水稻直播机模块化自动驾驶控制装置及其控制方法
CN107972732A (zh) 一种无人驾驶插秧机自动转向控制系统及其控制方法
US11958477B2 (en) Driver assistance system for an at least partially automatically driving motor vehicle, motor vehicle and method for controlling a vehicle dynamics
CN101221447A (zh) 一种机械自动转向控制方法
CN108297936A (zh) 车辆的驾驶辅助装置
CN101499755B (zh) 一种直流电机速度pid控制方法
AU2016253152A1 (en) System, apparatus, and method for controlling a vehicle
CN102269995A (zh) 轮式移动机器人的变结构控制方法
JP2016155491A (ja) 自動走行作業車両
CN108549396A (zh) 一种基于stm32f429的双电机驱动无人船控制系统
CN108216009A (zh) 一种多信息融合的自适应前照灯系统及其控制方法
CN106737693A (zh) 基于gps和惯导的插秧机器人控制系统和控制方法
CN103760908A (zh) 一种巡视器闭环跟踪控制方法
CN109656240A (zh) 一种车辆路径跟踪控制装置、方法和车辆
CN108490943B (zh) 一种农业机械自适应曲线自动驾驶控制方法
CN108415435B (zh) 一种农业机械圆曲线自动驾驶控制方法
CN104493332A (zh) 一种基于电弧摆动自调节传感机构的焊缝跟踪控制方法
CN105068543A (zh) 一种基于pid控制的背负型agv两轮同步方法
CN114721375B (zh) 一种农机单天线导航路径跟踪方法
JP2019038535A (ja) 自動走行圃場作業車両
CN207523783U (zh) 一种无人驾驶插秧机自动转向控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111214

Termination date: 20130416