智能农机GNSS/INS组合导航系统设计

作     者：钟银 薛梦琦 袁洪良 Zhong Yin;Xue Mengqi;Yuan Hongliang

作者机构：同济大学电子与信息工程学院上海201804 

基　　金：教育部中国移动科研基金(MCM2020-J2) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2021年第37卷第9期

页      码：40-46页

摘      要：为提高自动导航农机的定位精度和可靠性,该研究设计了基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的智能农机组合导航系统,该系统根据来自INS的三轴姿态角速度、加速度信息以及高精度定位板卡的三轴位置、速度信息,采用松耦合模式,通过卡尔曼滤波对INS误差实时校正,解算出农机的精准位置、速度和姿态信息。为实现该组合导航系统,设计和制作了智能农机控制板,集成GNSS高精度解析板卡和惯性测量模块,并在控制板上实现组合导航算法。搭建了东风DF1004-2智能农机试验平台,并在试验田中分别进行静止和直线行驶状态下的试验和单独GNSS导航与组合导航效果的对比。试验结果表明,在农机静止状态,两者性能接近,定位误差均在1 cm以内,姿态角误差均在0.1°以内;在农机以2 m/s的速度按照预设直线行驶时,单独GNSS导航位置误差在6 cm以内,姿态角误差在1°以内,GNSS/INS组合导航位置误差在3 cm以内,姿态角误差在0.5°以内,GNSS/INS组合导航精度明显的提升,可为高精度农机自动导航控制提供技术支持。

主 题 词：农业机械 导航 卡尔曼滤波 GNSS/INS 松耦合 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 082804[082804] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.09.005

馆 藏 号：203104654...