农机自动导航控制决策方法和软件系统.PDFVIP

２０１７年 １２月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 增刊 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．Ｓ０．００５ 农机自动导航控制决策方法与软件系统 １ １ ２ ２ １ ２ 魏　爽 　季宇寒 　曹如月 　李世超 　张　漫 　李　寒 （１．中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室，北京 １０００８３； ２．中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室，北京 １０００８３） 摘要：为实现农机自动导航控制，兼顾系统成本和作业效率，对农机自动导航控制决策方法进行了研究，并设计开 发了一种导航软件系统。首先，系统根据获取的农田边界、农田形状及作业需求进行路径规划。其次，采用简化二 轮车运动学模型，采用模糊控制进行导航决策控制，模糊控制器的输入参数为农机横向偏差和航向偏差，输出参数 为前轮转角信息。最后，导航系统根据转角信息，由ＰＬＣ控制器控制方向盘转动，从而实现导航控制。导航软件采 用模块化设计思想，由串口数据通讯、数据分析与处理、数据与图形显示和数据存储 ４个模块构成，基于 Ｃ＋＋／ ＭＦＣ语言编写实现。系统还可在导航结束后，对导航偏差数据进行保存，便于试验后进行误差分析。试验结果表 明：农机自动导航控制决策方法可以实现较好的控制精度，软件系统界面友好、通讯稳定、功能较为齐全，满足农机 田间自动导航作业的需求。 关键词：农机；自动导航；控制决策；软件设计 中图分类号：Ｓ２３２３；ＴＰ２７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１７）Ｓ０００３００５ ＤｅｃｉｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＮａｖｉｇａｔｉｏｎ ＳｙｓｔｅｍｆｏｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ １ １ ２ ２ １ ２ ＷＥＩＳｈｕａｎｇ　ＪＩＹｕｈａｎ　ＣＡＯＲｕｙｕｅ　ＬＩＳｈｉｃｈａｏ　ＺＨＡＮＧＭａｎ　ＬＩＨａｎ （１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｏｄｅｒｎＰｒｅｃｉｓｉｏｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ， ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ ２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍａｃｈｉｎｅｒｙａｕｔｏｍａｔｉｃｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔ ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｓｔａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｄｅｃｉｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ， ａｎｄａｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍ ｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄｐａｔｈ ｐｌａｎｎｉｎｇａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｉｅｌｄｂｏｕｎｄａｒｙ，ｔｈｅｆｉｅｌｄｓｈａｐｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｔｗｏｗｈｅｅｌｖｅｈｉｃｌｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄａｎｄｔｈｅ