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基于低成本惯导和运动约束的农机高精度定位系统研究
被引量：
5
1
作者
袁洪良
杨浚宇
+1 位作者
唐睿
杜建伟
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期17-25,共9页
北斗定位系统(BDS)能够实现厘米级的定位,在农机导航系统中获得了广泛应用。然而,单纯的卫星定位系统存在一些局限性,比如易受外界遮挡、数据频率低等。因此,在导航系统中集成惯性元件并发展组合导航技术成为重要研究方向。考虑到高性...
北斗定位系统(BDS)能够实现厘米级的定位,在农机导航系统中获得了广泛应用。然而,单纯的卫星定位系统存在一些局限性,比如易受外界遮挡、数据频率低等。因此,在导航系统中集成惯性元件并发展组合导航技术成为重要研究方向。考虑到高性能惯导成本很高,不利于推广应用,本文研究了农业场景下,使用低成本惯导和BDS构成组合导航系统。为提高定位精度,解决由BDS中断导致误差发散的问题,设计了零速修正。同时,分析了BDS/INS组合导航系统中航向角误差不可观测的原因和误差来源,设计了航向约束方法。当BDS信息可用时,利用双天线航向角信息来抑制航向角误差的累积;当BDS中断时,使用零角速度修正。通过现场实验验证,当BDS可用时,零速修正可以将位置、速度和水平姿态的精度分别提高20%、40%和15%以上,航向约束可以将航向角精度提高90%以上;BDS中断时,零速修正可以将位置、速度的精度提高90%以上,水平姿态的精度提高80%以上,航向约束可以将航向角精度提高40%以上。
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关键词
农业机械
自主导航
BDS/INS
扩展卡尔曼滤波
ZUPT
航向约束
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职称材料
基于状态空间建模的智能农机模型辨识与柔化控制
被引量：
8
2
作者
袁洪良
郭锐
+3 位作者
薛梦琦
卢潇潇
杨浚宇
徐立鸿
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期405-411,435,共8页
农机行驶速度切变通常会导致自动导航系统控制精度和稳定性下降、导向轮摆动幅度增大、影响作业效果等问题。本文从建模和控制的角度对上述问题进行了研究改进,设计了智能控制器、转角传感器、RTK基准站等关键设备,建立包含横摆动力学...
农机行驶速度切变通常会导致自动导航系统控制精度和稳定性下降、导向轮摆动幅度增大、影响作业效果等问题。本文从建模和控制的角度对上述问题进行了研究改进,设计了智能控制器、转角传感器、RTK基准站等关键设备,建立包含横摆动力学的状态空间模型,实现了能够适应较大速度变化的状态反馈控制器。并以东风DF1004-2型轮式拖拉机为实验平台,进行了智能化改装和实验验证。智能农机路径跟踪控制一般假设速度为常数,基于运动学模型设计反馈控制或者追踪控制,由于没有对横摆角速率状态加以利用,偏差纠正收敛较慢,偏差较大,且速度发生切变时,导向轮调整幅度变大,精度和稳定性均会下降。通过对农机进行系统辨识,建立农机横摆运动的动力学模型,然后运用辨识出的动力学模型设计基于LQR算法的柔化反馈控制,较好地解决了上述问题。在农田中实验结果表明,农机自主导航系统在无速度切变时控制精度达到0.03 m,速度发生切变时为0.05 m,未发生失稳现象,能够满足农机日常生产工作需求。
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关键词
智能农机
系统辨识
状态反馈
柔化控制
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职称材料
基于LF RFID的进出检测算法
3
作者
冯焱玲
马心怡
+2 位作者
保骏
陈祝明
刘朋
《电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期54-63,共10页
LF RFID技术的性能易受到复杂环境因素的影响,特别是在金属环境中,会导致检测精度低、稳定性差。为此,提出了一种基于改进的最大似然的准确定位算法的进出检测方法。该定位算法包括训练阶段和定位阶段。在训练阶段,建立了修正指纹数据库...
LF RFID技术的性能易受到复杂环境因素的影响,特别是在金属环境中,会导致检测精度低、稳定性差。为此,提出了一种基于改进的最大似然的准确定位算法的进出检测方法。该定位算法包括训练阶段和定位阶段。在训练阶段,建立了修正指纹数据库,用于修正由于环境因素造成的测距误差;在定位阶段,利用修正后的测距误差,通过最大似然算法来定位目标所携带的标签位置,以检测目标的进出状态。实验结果表明,该算法的检测精度可以达到3 cm,在设定的两种行走策略下,目标的进出检测精度可以达到99%以上,满足实际应用需要。
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关键词
进出检测
修正指纹数据库
LF
RFID
最大似然
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职称材料
题名
基于低成本惯导和运动约束的农机高精度定位系统研究
被引量：
5
1
作者
袁洪良
杨浚宇
唐睿
杜建伟
机构
同济大学电子与信息工程学院
中
移
(
成都
)
产业
研究院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期17-25,共9页
基金
教育部-中国移动科研基金项目(MCM2020—J-2)。
文摘
北斗定位系统(BDS)能够实现厘米级的定位,在农机导航系统中获得了广泛应用。然而,单纯的卫星定位系统存在一些局限性,比如易受外界遮挡、数据频率低等。因此,在导航系统中集成惯性元件并发展组合导航技术成为重要研究方向。考虑到高性能惯导成本很高,不利于推广应用,本文研究了农业场景下,使用低成本惯导和BDS构成组合导航系统。为提高定位精度,解决由BDS中断导致误差发散的问题,设计了零速修正。同时,分析了BDS/INS组合导航系统中航向角误差不可观测的原因和误差来源,设计了航向约束方法。当BDS信息可用时,利用双天线航向角信息来抑制航向角误差的累积;当BDS中断时,使用零角速度修正。通过现场实验验证,当BDS可用时,零速修正可以将位置、速度和水平姿态的精度分别提高20%、40%和15%以上,航向约束可以将航向角精度提高90%以上;BDS中断时,零速修正可以将位置、速度的精度提高90%以上,水平姿态的精度提高80%以上,航向约束可以将航向角精度提高40%以上。
关键词
农业机械
自主导航
BDS/INS
扩展卡尔曼滤波
ZUPT
航向约束
Keywords
agricultural machinery
autonomous navigation
BDS/INS
extended Kalman filter
ZUPT
heading constraint
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
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职称材料
题名
基于状态空间建模的智能农机模型辨识与柔化控制
被引量：
8
2
作者
袁洪良
郭锐
薛梦琦
卢潇潇
杨浚宇
徐立鸿
机构
同济大学电子与信息工程学院
中
移
(
成都
)
产业
研究院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期405-411,435,共8页
基金
2020年度教育部-中国移动科研基金项目(MCM2020—J-2)
文摘
农机行驶速度切变通常会导致自动导航系统控制精度和稳定性下降、导向轮摆动幅度增大、影响作业效果等问题。本文从建模和控制的角度对上述问题进行了研究改进,设计了智能控制器、转角传感器、RTK基准站等关键设备,建立包含横摆动力学的状态空间模型,实现了能够适应较大速度变化的状态反馈控制器。并以东风DF1004-2型轮式拖拉机为实验平台,进行了智能化改装和实验验证。智能农机路径跟踪控制一般假设速度为常数,基于运动学模型设计反馈控制或者追踪控制,由于没有对横摆角速率状态加以利用,偏差纠正收敛较慢,偏差较大,且速度发生切变时,导向轮调整幅度变大,精度和稳定性均会下降。通过对农机进行系统辨识,建立农机横摆运动的动力学模型,然后运用辨识出的动力学模型设计基于LQR算法的柔化反馈控制,较好地解决了上述问题。在农田中实验结果表明,农机自主导航系统在无速度切变时控制精度达到0.03 m,速度发生切变时为0.05 m,未发生失稳现象,能够满足农机日常生产工作需求。
关键词
智能农机
系统辨识
状态反馈
柔化控制
Keywords
intelligent agricultural machinery
system identification
state feedback
flexible control
分类号
S220 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
基于LF RFID的进出检测算法
3
作者
冯焱玲
马心怡
保骏
陈祝明
刘朋
机构
电子科技大学信息与通信工程学院
中
移
(
成都
)
产业
研究院
出处
《电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期54-63,共10页
基金
教育部-中国移动科研基金(MCM20180105)
国家重点研发计划(2018YFC0808302)。
文摘
LF RFID技术的性能易受到复杂环境因素的影响,特别是在金属环境中,会导致检测精度低、稳定性差。为此,提出了一种基于改进的最大似然的准确定位算法的进出检测方法。该定位算法包括训练阶段和定位阶段。在训练阶段,建立了修正指纹数据库,用于修正由于环境因素造成的测距误差;在定位阶段,利用修正后的测距误差,通过最大似然算法来定位目标所携带的标签位置,以检测目标的进出状态。实验结果表明,该算法的检测精度可以达到3 cm,在设定的两种行走策略下,目标的进出检测精度可以达到99%以上,满足实际应用需要。
关键词
进出检测
修正指纹数据库
LF
RFID
最大似然
Keywords
access detection
fingerprint correction database
LF RFID
maximum likelihood
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于低成本惯导和运动约束的农机高精度定位系统研究
袁洪良
杨浚宇
唐睿
杜建伟
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
5
在线阅读
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职称材料
2
基于状态空间建模的智能农机模型辨识与柔化控制
袁洪良
郭锐
薛梦琦
卢潇潇
杨浚宇
徐立鸿
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于LF RFID的进出检测算法
冯焱玲
马心怡
保骏
陈祝明
刘朋
《电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
已选择
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