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基于双变量限幅PID算法的四轮差速转向AGV导航控制系统
被引量：
2
1
作者
刘梓博
陈羽立
+2 位作者
徐梓峰
李鑫
周志艳
《农业工程学报》
北大核心
2025年第5期27-37,共11页
四轮差速转向AGV(automated guided vehicle,自动导引车)具有灵活性好、转弯半径小、机械结构复杂度低等特点,在丘陵山地农业生产中更有优势。针对传统阿克曼底盘导航算法直接应用于差速转向底盘导航所存在转弯半径过大、易导致导航失...
四轮差速转向AGV(automated guided vehicle,自动导引车)具有灵活性好、转弯半径小、机械结构复杂度低等特点,在丘陵山地农业生产中更有优势。针对传统阿克曼底盘导航算法直接应用于差速转向底盘导航所存在转弯半径过大、易导致导航失效的问题,该研究使用模块化分层开发思想,基于ROS(robot operating system,机器人操作系统)设计了一种基于双变量限幅PID的差速转向底盘导航控制算法,并通过改造的四轮差速车辆进行试验。算法通过横向偏差与航向角偏差双变量限幅PID得到前进速度与旋转角速度,再通过下位单片机实现车轮转速的闭环控制。通过仿真试验,水泥路面试验和田间试验,以横向偏差平均值、均方根误差与最大偏差3个方面对算法的准确性与适应能力进行验证。仿真试验结果表明:通过路径跟踪算法控制的四轮差速车辆在0.4 m/s的速度行驶时,平均误差为1.15 cm,均方根误差为1.27 cm,上线距离小于4.09 m,导航系统有较好的稳定性和调节能力。在水泥地试验中水泥路面环境下以0.4 m/s速度行驶时,平均误差2.83 cm,均方根误差为3.21 cm,在田间试验的果树行间路面环境下以0.4 m/s速度行驶时,平均误差5.25 cm,均方根误差6.13 cm。田间试验结果表明,导航系统与试验车辆在不同的地形环境下有着较好的适应能力,研究结果可以为差速转向底盘的导航技术提供参考。
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关键词
底盘
PID
差速转向
ROS
路径跟踪
双变量限幅
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职称材料
题名
基于双变量限幅PID算法的四轮差速转向AGV导航控制系统
被引量：
2
1
作者
刘梓博
陈羽立
徐梓峰
李鑫
周志艳
机构
华南农业大学
工程学院/岭南现代
农业
科学与
技术
广东省实验室
广东省
农业
人工智能重点实验室
广东省
农业
航空应用工程
技术
研究
中心
华南农业大学
南方
农业
机械与装备
关键技术
教育部重点实验室
农业
装备
技术
全国重点实验室
华南农业大学-东源县水稻智慧农场关键技术创新研究中心
出处
《农业工程学报》
北大核心
2025年第5期27-37,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFD2001501)
井冈山农高区省级科技专项“揭榜挂帅”项目(20222-051252-02)
广东省科技计划项目(2023B10564002)。
文摘
四轮差速转向AGV(automated guided vehicle,自动导引车)具有灵活性好、转弯半径小、机械结构复杂度低等特点,在丘陵山地农业生产中更有优势。针对传统阿克曼底盘导航算法直接应用于差速转向底盘导航所存在转弯半径过大、易导致导航失效的问题,该研究使用模块化分层开发思想,基于ROS(robot operating system,机器人操作系统)设计了一种基于双变量限幅PID的差速转向底盘导航控制算法,并通过改造的四轮差速车辆进行试验。算法通过横向偏差与航向角偏差双变量限幅PID得到前进速度与旋转角速度,再通过下位单片机实现车轮转速的闭环控制。通过仿真试验,水泥路面试验和田间试验,以横向偏差平均值、均方根误差与最大偏差3个方面对算法的准确性与适应能力进行验证。仿真试验结果表明:通过路径跟踪算法控制的四轮差速车辆在0.4 m/s的速度行驶时,平均误差为1.15 cm,均方根误差为1.27 cm,上线距离小于4.09 m,导航系统有较好的稳定性和调节能力。在水泥地试验中水泥路面环境下以0.4 m/s速度行驶时,平均误差2.83 cm,均方根误差为3.21 cm,在田间试验的果树行间路面环境下以0.4 m/s速度行驶时,平均误差5.25 cm,均方根误差6.13 cm。田间试验结果表明,导航系统与试验车辆在不同的地形环境下有着较好的适应能力,研究结果可以为差速转向底盘的导航技术提供参考。
关键词
底盘
PID
差速转向
ROS
路径跟踪
双变量限幅
Keywords
chassis
PID
differential steering
ROS
path following
double variable limiter
分类号
S147.2 [农业科学—肥料学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于双变量限幅PID算法的四轮差速转向AGV导航控制系统
刘梓博
陈羽立
徐梓峰
李鑫
周志艳
《农业工程学报》
北大核心
2025
2
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职称材料
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