高地隙施药机自动驾驶系统研制与试验

来源：农业工程学报杂志2021年第9期北京时间：

作者：印祥,安家豪,王艳鑫,王应宽,金诚谦,

摘要：针对农业自动导航、电动自动转向、农机自动控制、精量施药控制等关键技术的集成应用问题，该研究以高地隙喷杆喷雾机为平台，基于机电液一体化控制与软硬件标准化，研制了用于高地隙施药机的自动驾驶系统。根据底盘机构和工作原理设计了电控执行机构，实现发动机启停、转向、油门调节、车速调节、液泵启停、喷杆伸缩的自动控制。设计了基于CAN总线的整车通信控制网络，实现手动遥控和自动导航2种模式的自由切换。设计了基于姿态测量的定位误差校正方法，补偿导航定位过程中因机体倾斜造成的位置测量误差，提出地头转弯过程中的直线作业路径规划方法，以提高调头的准确性并保证邻接行的上线精度。在验证自动操控机构和通信控制网络稳定性的基础上进行了手动遥控和自动导航的对比试验。结果表明：作业速度3.6 km/h时，遥控操作和自动导航的横向偏差最大值分别为20.81和8.84 cm，航向偏角最大值为7.86°和2.48°、横向偏差的均方根误差最大值为7.47和4.66 cm。该研究设计的高地隙施药机自动驾驶系统能够实时准确执行手动遥控和自动导航2种模式下的操作指令，自动导航模式下的路径跟踪精度较高，满足田间施药作业需求。

关键词：农业机械, 自动导航, 高地隙施药机, 倾斜校正, 自动控制