發(fā)布時間：2020-12-08 04:44

　　在發(fā)展精準農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)業(yè)過程中,大多數(shù)國內(nèi)外的研究者都是在路面平坦的環(huán)境下進行農(nóng)機自動導(dǎo)航實驗的,而研究農(nóng)機導(dǎo)航的最終目的是要實現(xiàn)農(nóng)機在田間進行導(dǎo)航作業(yè),而農(nóng)業(yè)機械在田間作業(yè)過程中,由于地面高低起伏導(dǎo)致車體姿態(tài)的改變。安裝在車體幾何中心的GNSS接收機天線的相位中心會因為車體姿態(tài)的變化而不再和車體幾何中心在水平地面上的投影重合,從而不能正確定位出車體的實際位置。而這種由于車體姿態(tài)變化產(chǎn)生的定位誤差對于大規(guī)模的農(nóng)場收割播種施肥等高精度的導(dǎo)航作業(yè)要求來說是影響很大的,因此必須加以校正。本文研究的課題是在改進的純追蹤模型導(dǎo)航算法的基礎(chǔ)上載引入姿態(tài)校正算法進行路面高低起伏環(huán)境下的直線規(guī)劃路徑跟蹤控制,首先研究分析導(dǎo)航定位的系統(tǒng)組成和接收機的工作原理以及絕對定位和差分定位原理等內(nèi)容。其次在導(dǎo)航定位的基礎(chǔ)上又分析了姿態(tài)測量原理和電子羅盤的測姿原理,然后進行了姿態(tài)校準算法的研究和設(shè)計和農(nóng)機自動導(dǎo)航控制的硬件和軟件方案設(shè)計,對四輪車的基本結(jié)構(gòu)進行分析,為實驗研究提供硬件平臺;對四輪電動車的數(shù)學(xué)模型進行分析研究,為自動導(dǎo)航算法的研究提供依據(jù)。提出了一種改進的路徑追蹤算法,并且在MTALAB上進行模擬仿真... 

【文章來源】：上海工程技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題的來源
    1.2 課題研究背景
        1.2.1 課題研究背景
        1.2.2 GNSS在精準農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
        1.2.3 農(nóng)業(yè)在我國重要性
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 發(fā)達國家研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航系統(tǒng)主要技術(shù)分析
        1.4.1 導(dǎo)航定位傳感器
        1.4.2 車輛導(dǎo)航控制方法
    1.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
    1.6 課題研究的目的和意義
        1.6.1 研究的目的
        1.6.2 研究的意義
第二章 導(dǎo)航定位系統(tǒng)
    2.1. GNSS系統(tǒng)組成
        2.1.1 空間星座單元
        2.1.2 地面監(jiān)控單元
        2.1.3 用戶設(shè)備單元
    2.2 GNSS定位原理
        2.2.1 絕對定位原理
        2.2.2 相對定位原理
        2.2.3 RTK技術(shù)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 車體姿態(tài)校正方法
    3.1 車體姿態(tài)校正的原因
    3.2 坐標系的定義與變換
        3.2.1 GNSS測姿態(tài)角的三種坐標系
        3.2.2 GNSS測量姿態(tài)的坐標變換
        3.2.3 雙天線測姿
        3.2.4 電子羅盤工作原理
        3.2.5 GNSS測姿精度分析
    3.3 自適應(yīng)濾波器的原理與應(yīng)用
        3.3.1 自適應(yīng)信號的處理
        3.3.2 自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用
    3.4 卡爾曼去噪濾波
        3.4.1 卡爾曼濾波簡介
        3.4.2 卡爾曼濾波處理過程
        3.4.3 卡爾曼處理之后的波形
    3.5 姿態(tài)校準過程
        3.5.1 傾斜定位誤差
        3.5.2 航向角的測量與Kalman濾波
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于純路徑追蹤模型的硬件平臺和軟件系統(tǒng)
    4.1 農(nóng)機導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件平臺
        4.1.1 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)組成
        4.1.2 定位與測姿系統(tǒng)組成
    4.2 M300C-U基準站
        4.2.1M300C-U的特點
        4.2.2 面板及接口說明
        4.2.3 M300C-U基準站基本設(shè)置
    4.3 接收電臺的配置
    4.4 M600U雙天線移動站
        4.4.1 M600主要特點
        4.4.2 M600工作原理
        4.4.3 M600U的接口以及內(nèi)部通訊
        4.4.4 M600U的參數(shù)配置
    4.5 導(dǎo)航控制系統(tǒng)
    4.6 傳感器系統(tǒng)
    4.7 軟件系統(tǒng)設(shè)計
        4.7.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計目標
        4.7.2 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
        4.7.3 主要類模塊設(shè)計
        4.7.4 界面設(shè)計
    4.8 模型車導(dǎo)航控制原理
        4.8.1 路徑跟蹤控制方法研究
        4.8.2 純追蹤姿態(tài)校正模型仿真分析
    4.9 本章小結(jié)
第五章 自動導(dǎo)航姿態(tài)校正實驗
    5.1 路徑追蹤效果的實驗測試
        5.1.1 實驗測試目的
        5.1.2 實驗測試平臺
        5.1.3 路徑追蹤實驗
    5.2 路徑追蹤精度的影響因素
        5.2.1 導(dǎo)航定位方面
        5.2.2 導(dǎo)航控制算法方面
        5.2.3 轉(zhuǎn)向控制方面
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于光電傳感器AGV差速導(dǎo)向控制方法研究[J]. 王偉,胡鎮(zhèn),宋延華,徐金琦.  制造業(yè)自動化. 2013(19)
[2]處方農(nóng)作車載嵌入式信息處理系統(tǒng)的研制[J]. 魏新華,但志敏,孫宏偉,張進敏.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2013(06)
[3]基于模糊自適應(yīng)純追蹤模型的農(nóng)業(yè)機械路徑跟蹤方法[J]. 李逃昌,胡靜濤,高雷,劉曉光,白曉平.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2013(01)
[4]農(nóng)機車載GPS和DR組合導(dǎo)航系統(tǒng)定位方法![J]. 周建軍,王秀,張睿,劉剛,馬偉,馮青春.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2012(S1)
[5]自適應(yīng)Kalman濾波的運動物體跟蹤算法研究[J]. 張秀杰,張建忠,譚云福.  燕山大學(xué)學(xué)報. 2012(05)
[6]農(nóng)用開放式智能移動平臺研制[J]. 顧寶興,姬長英,王海青,田光兆,鄭青根,王玲.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2012(04)
[7]基于無線測距的農(nóng)業(yè)機器人導(dǎo)航定位方法[J]. 侯忠坤.  農(nóng)機化研究. 2012(04)
[8]拖拉機作業(yè)機組分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型[J]. 謝斌,朱忠祥,宋正河,毛恩榮.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2011(12)
[9]基于多傳感器融合的拖拉機自動導(dǎo)航技術(shù)[J]. 李軍,馬蓉.  農(nóng)機化研究. 2011(12)
[10]基于MEMS-SINS/GPS的組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計[J]. 張楊,景占榮.  計算機測量與控制. 2011(09)

碩士論文
[1]利用單天線GPS確定載體姿態(tài)的研究[D]. 劉大軍.南京航空航天大學(xué) 2002



本文編號：2904477