改进AOA模式的大田农机无人驾驶导航参数检测系统设计

作     者：解彬彬 刘继展 何蒙 蔡连江 徐朱洁 崔冰波 Xie Binbin;Liu Jizhan;He Meng;Cai Lianjiang;Xu Zhujie;Cui Bingbo

作者机构：江苏大学农业工程学院镇江212013 现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFD0700705) 湖南省创新创业计划投资专项(2019GK5059) 国家自然科学基金项目(31971795) 江苏省优势学科项目(PAPD-2018-87) 江苏大学农业装备学部项目(4111680002) 

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14期

页      码：40-51页

摘      要：卫星导航、视觉导航和雷达导航的成本昂贵、系统构成复杂和适用作业场景有限,在生产特征呈现区域化、适度小规模和分布零散的国内南方水田难以实现便捷跨区域作业和无法适用多农业场景。针对上述问题,该研究以大田环境下无人驾驶农机的牛耕式往复作业路径模式为背景,提出了改进AOA(信号到达角度,Angle-of-Arrival)模式的农业机械无人驾驶导航参数检测系统。该系统采用UWB(超宽带通信,Ultra Wide Band)基站-标签作为检测传感器,设计了TBZ(田边双基站-车身纵向双标签)和TBH(田边双基站-车身横向双标签)2种传感器布置方式,实现农业机械无人驾驶过程中导航参数的快速精准检测。静态试验结果表明:对于2种传感器布置方式,在固定的基站间距和标签间距下,随着标签间距或基站间距的增大导航参数检测精度均有所提高,横向偏差检测误差≤8 cm,航向偏差趋近于0,但不大于1°,并通过正交组合试验方差分析明确了2种传感器布置方式的关键参数对横向偏差和航向偏差检测精度影响的显著性,确定了主次因素和较优参数组合。动态试验结果表明:随着车速增大,横向偏差和航向偏差的检测精度有所降低,横向偏差误差均不超过10 cm,航向偏差的检测误差均小于3°,变异系数均小于10%,说明动态环境下自主导航参数检测系统仍具有较高的检测精度,可满足农机大田自主导航作业需求。研究结果可为研制低成本、高精度和便捷的无人驾驶系统提供参考。

主 题 词：农业机械 设计 改进AOA模式 UWB 无人驾驶 导航参数 

学科分类：082804[082804] 0828[工学-建筑类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.14.005

馆 藏 号：203105028...