CN107450537A - 一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法 - Google Patents
一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107450537A CN107450537A CN201710646702.0A CN201710646702A CN107450537A CN 107450537 A CN107450537 A CN 107450537A CN 201710646702 A CN201710646702 A CN 201710646702A CN 107450537 A CN107450537 A CN 107450537A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- harvester
- target pattern
- locked
- low speed
- course
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 4
- 238000000205 computational method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0217—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with energy consumption, time reduction or distance reduction criteria
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
Abstract
本发明涉及一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法，包括以下步骤：通过GPS和姿态传感器确定收割机初始航向，以及与目标航线之间的角度和垂直距离；锁死收割机一侧履带使其原地转向至与目标航线之间夹角为60°；直线行驶至目标航线附近；再次锁死一侧履带使收割机原地转向至目标航线；直线行驶，当偏向超出范围时及时调整航向。本发明设计合理，操作简单，可通过先快速靠近，再精细调节的过程，实现快速直线跟踪，减少航向调整次数，使车辆的行驶更加平稳。
Description
技术领域
本发明涉及一种农用机械的操控方法，尤其是一种履带式联合收割机在低速作业时的导航方法，具体的说是一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法。
背景技术
目前，联合收割机大多采用履带式结构。履带式机械通过调整左右两侧履带速度差，实现转向。但是大多数小型低成本履带式联合收割机的左右履带无法实现无极调速，甚至需要单侧锁死才能转向。因此，在对这些收割机进行电控转向改造后，不宜频繁操控转向电磁阀通断电调整方向。传统的导航常用PID直线跟踪方法。该方法在横向偏差较大时会频繁多次调整方向，容易造成行驶颠簸、剧烈冲击、损坏机械设备等。因此，急需设计一种适用于履带式联合收割机的导航方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法，通过先快速靠近，再精细调节的过程，实现快速直线跟踪，减少航向调整次数，使车辆的行驶更加平稳。
本发明的技术方案是：
一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法，包括安装在车身上的GPS和姿态传
感器，该方法包括以下步骤：
1)通过GPS采样和姿态传感器的检测，确定收割机的初始航向；
2)计算所述初始航向与目标航线之间的夹角，以及收割机中心与目标航线之间的垂直距离d；
3)收割机一侧履带锁死，原地转向至当前航向，并使当前航向与目标航线之间的夹角α为60°；
4)停止原地转向，保持当前航向以速度v直线行驶；同时不断循环检测d；
5)当d≤w/4+F时，停止直线行驶；其中，w为收割机车身宽度，F为与速度相关的修正量，F＝0.02v2+0.1v；
6)再次单侧履带锁死，反向原地转向，使得收割机航向与目标航线基本重合；
7)保持直线行驶；只有当横向偏差超过0.08m或航向偏差超过5°时，才再次单侧锁死T秒以调整方向。
进一步的，所述GPS的天线安装在收割机车辆几何中心顶部；姿态传感器安装在车身无电磁干扰位置。
进一步的，所述步骤6)中，锁死时间T的计算方法为T＝0.5/v。
本发明的有益效果：
本发明设计合理，操作简单，可通过先快速靠近，再精细调节的过程，实现快速直线跟踪，减少航向调整次数，使车辆的行驶更加平稳。
附图说明
图1是本发明的示意图。
其中：AB为目标航线，A’B’为标注辅助线，与AB平行。On为车辆中心，OnPn表示收割机航向，d为车辆中心到目标航线的垂直距离。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法，包括安装在车身上的GPS和姿态传
感器，该方法包括以下步骤：
(1)通过GPS采样，确定A、B两点的平面坐标，进而确定直线AB的数学方程。
(2)将GPS天线安装在收割机车辆几何中心顶部，将姿态传感器安装在车身无电磁干扰位置，例如：联合收割机驾驶舱顶部。通过GPS测量O0坐标，结合AB直线方程，进而计算出车辆中心到目标航线的垂直距离d。通过姿态传感器测量初始航向O0P0。一般来说，初始位置d值较大，大于w/2，w为联合收割机车身宽度。
(3)计算O0P0与AB夹角α。图1中所示，O0P0与AB夹角α小于60°，操控转向电磁阀，使得右侧履带锁死。收割机开始以右侧履带中心为圆点，车身宽度w为半径，顺时针调整航向。直到α＝60°，右侧履带解锁。此时车辆状态为O1P1。
(4)收割机以速度v直线行驶，同时不断根据GPS数据循环计算车辆中心到直线AB的垂直距离d。
(5)当d≤w/4+F时，立即停止直线行驶，此时收割机状态为O2P2。其中F为与速度相关的修正量，F＝0.02v2+0.1v。此时，操控转向电磁阀锁死左侧履带。收割机开始以左侧履带中心为圆点，车身宽度w为半径，逆时针调整航向。
(6)在航向调整过程中，不断通过姿态传感器检测当前航向。当收割机航向与目标航线角度重合时，立即解锁左侧履带。此时收割机状态为O3P3。
(7)收割机保持直线行驶。在直线行驶过程中，只有当横向偏差超过0.08m或航向偏差超过5°，才再次单侧锁死T秒以调整方向。锁死时间T的计算方法为T＝0.5/v。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (3)
1.一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法，包括安装在车身上的GPS和姿态传感器，其特征是包括以下步骤：
1)通过GPS采样和姿态传感器的检测，确定收割机的初始航向；
2)计算所述初始航向与目标航线之间的夹角，以及收割机中心与目标航线之间的垂直距离d；
3)收割机一侧履带锁死，原地转向至当前航向，并使当前航向与目标航线之间的夹角α为60°；
4)停止原地转向，保持当前航向以速度v直线行驶；同时不断循环检测d；
5)当d≤w/4+F时，停止直线行驶；其中，w为收割机车身宽度，F为与速度相关的修正量，F＝0.02v2+0.1v；
6)再次单侧履带锁死，反向原地转向，使得收割机航向与目标航线重合；
7)保持直线行驶；只有当横向偏差超过0.08m或航向偏差超过5°时，才再次单侧锁死T秒以调整方向。
2.根据权利要求1所述的履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法，其特征是所述GPS的天线安装在收割机车辆几何中心顶部；姿态传感器安装在车身无电磁干扰位置。
3.根据权利要求1所述的履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法，其特征是所述步骤6)中，锁死时间T的计算方法为T＝0.5/v。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710646702.0A CN107450537A (zh) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | 一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710646702.0A CN107450537A (zh) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | 一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107450537A true CN107450537A (zh) | 2017-12-08 |
Family
ID=60490636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710646702.0A Pending CN107450537A (zh) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | 一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107450537A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107479068A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-15 | 南京农业大学 | 一种履带式联合收割机单点测向方法 |
| CN108628312A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-09 | 珠海市微半导体有限公司 | 机器人被卡的检测方法和脱卡的控制方法及芯片 |
| CN109471441A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-15 | 湖南三智能控制设备有限公司 | 路面机械设备及其上线规划方法、系统和可读存储介质 |
| CN111045427A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-21 | 江苏大学 | 履带式无人驾驶联合收割机直角转弯方法与系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102231083A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-11-02 | 合肥工业大学 | 三轮无轨agv定位停车控制方法 |
| US20160313737A1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Autonomous Solutions, Inc. | Apparatus and method for controlling a vehicle |
| CN106502252A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-03-15 | 聊城大学 | 多传感器融合的拖拉机导航控制系统及其定位、控制方法 |
-
2017
- 2017-08-01 CN CN201710646702.0A patent/CN107450537A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102231083A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-11-02 | 合肥工业大学 | 三轮无轨agv定位停车控制方法 |
| US20160313737A1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Autonomous Solutions, Inc. | Apparatus and method for controlling a vehicle |
| CN106502252A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-03-15 | 聊城大学 | 多传感器融合的拖拉机导航控制系统及其定位、控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张闻宇 等: ""基于双切圆寻线模型的农机导航控制方法"", 《农业机械学报》 * |
| 谭德权 等: ""履带式拖拉机自动驾驶系统路径智能跟踪控制研究"", 《中国农学通报》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107479068A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-15 | 南京农业大学 | 一种履带式联合收割机单点测向方法 |
| CN108628312A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-09 | 珠海市微半导体有限公司 | 机器人被卡的检测方法和脱卡的控制方法及芯片 |
| CN109471441A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-15 | 湖南三智能控制设备有限公司 | 路面机械设备及其上线规划方法、系统和可读存储介质 |
| CN109471441B (zh) * | 2018-12-11 | 2022-02-01 | 湖南三一智能控制设备有限公司 | 路面机械设备及其上线规划方法、系统和可读存储介质 |
| CN111045427A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-21 | 江苏大学 | 履带式无人驾驶联合收割机直角转弯方法与系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107450537A (zh) | 一种履带式联合收割机低速作业直线跟踪方法 | |
| US11052943B2 (en) | System and method for controlling a vehicle | |
| CN107943049B (zh) | 一种无人车控制方法及无人割草车 | |
| JP6259797B2 (ja) | 車両走行制御装置 | |
| US10795369B2 (en) | System and method for controlling a vehicle | |
| CN111610780B (zh) | 一种自动驾驶车路径跟踪控制方法及其装置 | |
| JP5712097B2 (ja) | 自律走行作業車の制御装置 | |
| CN109152332B (zh) | 自主农业操作的规划和控制 | |
| CN107943060B (zh) | 一种自动驾驶仪、沿着跟踪直线引导车辆的方法以及计算机可读介质 | |
| CN107037818A (zh) | 一种无人驾驶汽车的路径跟踪方法 | |
| CN109407674A (zh) | 基于遗传算法整定参数的Pure Pursuit结合PI的路径跟踪方法 | |
| US20210221429A1 (en) | System and method for controlling dollies | |
| WO2021128773A1 (zh) | 履带式无人驾驶联合收割机直角转弯方法与系统 | |
| CN110825078A (zh) | 一种自主导航履带式车辆的地头转弯路径控制系统 | |
| Jin et al. | Path following control for skid steering vehicles with vehicle speed adaption | |
| CN112141210B (zh) | 一种基于电子差速底盘的航向控制方法及装置 | |
| US20200050205A1 (en) | System and method for updating a mapped area | |
| Yang et al. | A hierarchical control framework for drift maneuvering of autonomous vehicles | |
| CN113212538B (zh) | 一种遥控无人驾驶车辆方向自主纠正方法及终端 | |
| CN107167146A (zh) | 一种返回式飞行器离轨制动末期指令姿态确定方法 | |
| CN107963120A (zh) | 一种胶轮低地板智能轨道列车自动转向控制方法 | |
| Cariou et al. | Motion planner and lateral-longitudinal controllers for autonomous maneuvers of a farm vehicle in headland | |
| Xiaoping et al. | A sliding-mode variable-structure controller based on exact feedback linearization for automatic navigation system | |
| CN116774213B (zh) | 一种无轨道运动机构导航方法及装置 | |
| Wu et al. | Lateral position control for a tractor-trailer system using coordinate transformation and hybrid controllers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171208 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |