基于动态前视距离纯追踪模型的温室农机路径跟踪研究*

来源：中国农机化学报杂志2021年第11期北京时间：

作者：柴善鹏, 姚立健, 徐丽君, 陈钦汉, 徐涛涛, 杨岩坤

单位：1.浙江农林大学光机电工程学院,杭州市,311300; 2.浙江农林大学集贤学院,杭州市,311300

摘要：为提高温室内智能农机自动导航的路径跟踪精度,提出一种基于粒子群算法的纯追踪模型动态前视距离确定方法及其路径跟踪控制方法。利用超宽带(UWB)模块和电子陀螺获取温室内智能农机的位置偏差和航向偏差;为提高纯追踪模型的自适应能力,对农机位姿偏差进行定量分析并根据位姿偏差程度构建适应度函数,通过粒子群优化(PSO)算法实时确定纯追踪模型中的最优前视距离,为提升算法求解效率对惯性权重系数进行改进;根据农机位姿偏差程度构建速度控制函数对农机进行变速控制。样机试验结果表明:在3种初始状态下的直线路径跟踪时,平均偏差均值为24.4 cm,稳态偏差平均值为4.3 cm,导航时间平均值为13.2 s,稳定距离平均值为318.1 cm。路径跟踪的各项指标均优于同等条件下的恒速固定视距试验。

关键词：农业机械,粒子群算法,纯追踪,动态前视距离,路径跟踪

基金资助：*浙江省基础公益研究计划项目(LGN18F030001)