自动导航拖拉机在精准农业上的应用研究

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作者 范辉 《河北农机》 2025年第13期28-30,共3页

伴随农业现代化和信息化的快速推进,自动导航技术与拖拉机实现深度融合,正逐渐成为精准农业领域的一个重要发展方向。自动导航拖拉机在精准农业作业中的应用,不但能够显著提升作业的精度和效率,而且可以有效减少作物损伤,降低各类投入... 伴随农业现代化和信息化的快速推进,自动导航技术与拖拉机实现深度融合,正逐渐成为精准农业领域的一个重要发展方向。自动导航拖拉机在精准农业作业中的应用,不但能够显著提升作业的精度和效率,而且可以有效减少作物损伤,降低各类投入成本。但是,由于田间环境复杂多变,在针对这些实际情况进行研发以及向广大农业从业者推广的过程中,自动导航拖拉机依然面临着诸多棘手难题。本文将研究目光投向自动导航拖拉机在精准农业领域的应用,开篇对自动导航拖拉机的概念做出清晰阐释,随后深入剖析其关键技术,并对当下的应用现状展开全面分析,也详细探讨了该技术在推广和研发阶段遭遇的种种挑战。期望本文的研究成果,能为推动我国农业机械朝着智能化、精准化方向发展提供有益的思路与参考。 展开更多

关键词 自动导航拖拉机 精准农业 自动驾驶 农业机械化 智能化发展

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自动导航拖拉机田间作业路径规划与应用试验 被引量：10

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作者 王建波 赵玉芹 +3 位作者 朱晨辉 于建军 张开飞 王万章 《农机化研究》 北大核心 2017年第2期242-245,共4页

为了实现自动导航拖拉机田间作业的全区域覆盖路径规划,提出基于全排列算法获得转弯耗时最短的路径规划方案。为此,将农田地块划分为直线作业区域和地头转弯区域,在地头转弯区域内建立了拖拉机沿弓形和鱼尾形转弯路径行驶的轨迹解析模型... 为了实现自动导航拖拉机田间作业的全区域覆盖路径规划,提出基于全排列算法获得转弯耗时最短的路径规划方案。为此,将农田地块划分为直线作业区域和地头转弯区域,在地头转弯区域内建立了拖拉机沿弓形和鱼尾形转弯路径行驶的轨迹解析模型,计算得到地头转弯区域所需的最小宽度及转弯所消耗的时间。在直线作业区域内,根据转弯次数最少来确定直线作业路径在田间的相对方向,生成相应的直线路径簇。根据对两块典型农田地块田间作业路径规划试验,得到了直线作业路径遍历顺序的一般规律。试验表明:这两块农田的路径规划方案中转弯路径的耗时较梭形行走、离心行走及向心行走方式至少减少了51%。 展开更多

关键词 自动导航拖拉机 路径规划 转弯路径 全排列算法

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面向自动导航拖拉机的农田障碍物识别研究 被引量：7

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作者 袁文涛 刘卉 胡书鹏 《农机化研究》 北大核心 2018年第10期247-251,共5页

实现农田障碍物的精确识别与有效避让是提高自动导航拖拉机智能化、保障作业安全的关键技术。为此,论述了基于激光测距传感器的自动导航拖拉机行进前方障碍物检测与识别方法。在自动导航拖拉机上加装LMS2 0 0激光测距传感器,构建避障测... 实现农田障碍物的精确识别与有效避让是提高自动导航拖拉机智能化、保障作业安全的关键技术。为此,论述了基于激光测距传感器的自动导航拖拉机行进前方障碍物检测与识别方法。在自动导航拖拉机上加装LMS2 0 0激光测距传感器,构建避障测试平台,通过对激光数据解析、坐标系转换及障碍物边缘拟合,实现了障碍物方位、距离、宽度等特征信息的有效识别。针对典型农田障碍物—树木和障碍拖拉机,进行了障碍物检测试验。采用RTK-GPS接收机的定位数据标定障碍物,并进行了识别精度检验。树木的方位、距离和宽度的识别精度分别为0.5°、0.03m、0.03m。障碍拖拉机的方位、距离和宽度的识别精度分别为1.88°、0.13m、0.39m。试验结果表明:避障测试平台能够有效地识别自动导航拖拉机前方的障碍物。 展开更多

关键词 农田 障碍物识别 自动导航拖拉机 激光测距传感器

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基于高精度GNSS惯性导航设备的自动导航驾驶拖拉机作业性能试验研究 被引量：2

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作者 丁超磊 赵海峰 +2 位作者 乔建翔 赵俊杰 王伟伟 《拖拉机与农用运输车》 2024年第2期49-51,59,共4页

介绍了高精度GNSS惯性导航测试设备的主要性能指标和安装方法,提出了自动导航拖拉机的作业性能试验方法和导航控制精度的计算方法,开展了自动导航拖拉机的作业性能试验,分析了自动导航拖拉机试验结果和作业质量。

关键词 高精度GNSS惯性导航设备 自动导航驾驶拖拉机 作业性能 导航控制精度

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基于速度自适应的拖拉机自动导航控制方法 被引量：33

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作者 张硕 刘进一 +3 位作者 杜岳峰 朱忠祥 毛恩荣 宋正河 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第23期48-55,共8页

针对速度因素对拖拉机自动导航系统稳定性的影响,提出了基于横向位置偏差和航向角偏差的双目标联合滑模控制方法,在建立两轮拖拉机-路径动力学模型和直线路径跟踪偏差模型的基础上,应用Matlab/Simulink进行整体系统仿真,验证了控制方法... 针对速度因素对拖拉机自动导航系统稳定性的影响,提出了基于横向位置偏差和航向角偏差的双目标联合滑模控制方法,在建立两轮拖拉机-路径动力学模型和直线路径跟踪偏差模型的基础上,应用Matlab/Simulink进行整体系统仿真,验证了控制方法的可靠性;以雷沃TG1254拖拉机为载体搭建了自动导航控制系统田间试验平台,分别在定速和变速条件下,进行了拖拉机直线路径跟踪控制的田间试验;分析了不同速度条件下的动态跟踪控制效果,验证了设计的自动导航控制系统的稳定性和控制精度。试验结果表明:在拖拉机田间作业常见的定速直线行驶工况下,采用基于速度自适应的双目标联合滑模控制方法,拖拉机直线路径跟踪控制的横向位置偏差最大值为10.60 cm,平均绝对偏差在3.50 cm以内;航向角偏差最大值为3.87°,平均绝对偏差在1.70°以内;在进入稳态以后,前轮转向角最大摆动幅度为3°,摆动标准差为0.80°。结论表明,该文提出的基于速度自适应的拖拉机自动导航控制系统,能基本实现不同速度下的直线路径自动跟踪控制。 展开更多

关键词 机械化 控制系统 导航 拖拉机自动导航 拖拉机-路径动力学模型 滑模控制 速度自适应 仿真分析

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拖拉机自动导航与机具偏转导航的仿真对比研究 被引量：6

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作者 李娇 李洪文 +3 位作者 何卿 苏艳波 张健 王晓燕 《农机化研究》 北大核心 2009年第7期22-25,共4页

针对现有免耕播种机在玉米秸秆立茬覆盖地免耕播种困难的问题,设计了拖拉机自动导航系统和机具偏转导航系统以实现免耕播种机具的避茬播种。在综合分析成本和导航精度的基础上,设计了机械式触杆作为两种导航系统的探测装置,并通过MATLAB... 针对现有免耕播种机在玉米秸秆立茬覆盖地免耕播种困难的问题,设计了拖拉机自动导航系统和机具偏转导航系统以实现免耕播种机具的避茬播种。在综合分析成本和导航精度的基础上,设计了机械式触杆作为两种导航系统的探测装置,并通过MATLAB/Simulink仿真,对比研究了两种导航系统的实时响应特性、控制精度和稳定性等。仿真结果表明:相对拖拉机自动导航系统,机具偏转导航系统可以提高3s左右的实时响应时间,并可提高控制精度,但其超调量范围大、稳定性较差。因此,在导航精度要求较高时,可采用机具偏转导航系统,提高免耕播种机具的田间通过性。 展开更多

关键词 拖拉机自动导航 机具偏转导航 机械触杆 仿真 导航精度

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东方红拖拉机自动转向控制系统设计 被引量：52

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作者 吴晓鹏 赵祚喜 +2 位作者 张智刚 陈斌 胡炼 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期1-5,共5页

以东方红-X804型拖拉机为平台,改造原拖拉机的油路,使用电控比例液压阀,并设计电控单元,组成了自动转向控制系统。简述了油路的改造与电控比例液压阀安装,电控单元的设计,包括单片机(C8051F040)、角度传感器(KMA199)以及CAN总线网络,实... 以东方红-X804型拖拉机为平台,改造原拖拉机的油路,使用电控比例液压阀,并设计电控单元,组成了自动转向控制系统。简述了油路的改造与电控比例液压阀安装,电控单元的设计,包括单片机(C8051F040)、角度传感器(KMA199)以及CAN总线网络,实现了SD卡存储系统,实时存储试验过程中的数据。试验结果表明:信号跟踪的最大误差1.1°、平均误差0.5°、平均延时为0.2 s。自动转向控制系统具有良好的响应特性,满足转向系统的性能要求。 展开更多

关键词 自动导航拖拉机 自动转向控制 电控比例液压阀 SD卡存储

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基于最优控制的导航拖拉机速度与航向联合控制方法 被引量：28

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作者 韩科立 朱忠祥 +3 位作者 毛恩荣 宋正河 谢斌 李明生 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期165-170,共6页

为提高自动导航拖拉机工作效率和作业质量,以自动变速系统和自动转向系统为硬件支撑,结合最优控制理论,设计了基于速度和转向角的双参数最优控制算法。针对耙地作业要求,设计了直线路径跟踪与地头转弯路径跟踪控制器,运用Matlab软件对... 为提高自动导航拖拉机工作效率和作业质量,以自动变速系统和自动转向系统为硬件支撑,结合最优控制理论,设计了基于速度和转向角的双参数最优控制算法。针对耙地作业要求,设计了直线路径跟踪与地头转弯路径跟踪控制器,运用Matlab软件对所设计的控制器进行了仿真分析,通过田间试验对所设计的控制器进行了验证。试验结果表明:控制器的横向偏差小于0.12 m,航向偏差小于1.1°,速度偏差小于0.2 m/s,满足自动导航作业要求。 展开更多

关键词 自动导航拖拉机 自动变速 自动转向 双参数最优控制

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基于置信度加权的拖拉机组合导航融合定位方法 被引量：15

9

作者 朱忠祥 韩科立 +2 位作者 宋正河 谢斌 毛恩荣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期210-215,223,共7页

针对拖拉机在田间复杂工作环境中可能遇到因异常波动或传感器信息丢失而造成定位失败或偏差过大的问题,设计了一种基于置信度加权的多传感器融合定位系统,该系统主要由GPS定位系统和航位推算(DR)系统组成,并基于联邦Kalman滤波设计了相... 针对拖拉机在田间复杂工作环境中可能遇到因异常波动或传感器信息丢失而造成定位失败或偏差过大的问题,设计了一种基于置信度加权的多传感器融合定位系统,该系统主要由GPS定位系统和航位推算(DR)系统组成,并基于联邦Kalman滤波设计了相应的子滤波器以及全局滤波器。同时,基于各传感器的置信距离与置信度函数计算得到各子滤波器的置信度,并将其进行加权运算后作为自适应因子,在全滤波器中进行最优融合,得到更准确的位姿估计。最后通过计算机仿真和田间试验验证了该方法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 自动导航拖拉机 组合导航 置信度加权 融合定位

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拖拉机自动导航转向系统的设计及仿真 被引量：3

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作者 尤文宽 马蓉 +1 位作者 沈雷 王喆 《农机化研究》 北大核心 2013年第12期200-203,240,共5页

依照拖拉机自动导航转向系统的要求,设计了一种自动转向系统的改造方案,通过加装三位四通电磁换向阀和比例调速阀的旁路节流调速回路,对转向轮的转向和转向速度进行了控制;然后,结合拖拉机结构对其油路改造进行了设计;最后,利用AMESim... 依照拖拉机自动导航转向系统的要求,设计了一种自动转向系统的改造方案,通过加装三位四通电磁换向阀和比例调速阀的旁路节流调速回路,对转向轮的转向和转向速度进行了控制;然后,结合拖拉机结构对其油路改造进行了设计;最后,利用AMESim对系统进行了建模仿真,分析了其动态性能。结果表明,此方案具有效率高、动态响应性能好、精度高及油路改造简单方便等特点。 展开更多

关键词 拖拉机自动导航 转向系统 仿真 AMESIM

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拖拉机自动导航(GPS)精准农业技术应用前景分析 被引量：1

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作者 周敏 《新疆农垦科技》 2013年第5期37-38,共2页

本文阐述了昌吉市引进推广全球卫星定位导航自动驾驶技术的必要性。并分析了GPS导航自动驾驶技术的作用及其优点。推广引进该技术是精准农业发展的重要标志,是推动农机化发展更上一个新台阶较为关键的技术措施之一。

关键词 拖拉机自动导航 精准农业技术推广 必要性

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