农业机械学报

作者：张华强，王国栋，吕云飞，秦昌礼，刘林，宫金良

单位：山东理工大学,山东理工大学,山东理工大学,山东理工大学,山东理工大学,山东理工大学,

关键词：农业机械;自动导航控制;改进纯追踪模型;粒子群算法;卡尔曼滤波;前视距离

基金：山东省引进顶尖人才“一事一议”专项经费项目和中央引导地方科技发展专项资金项目

为提高农机作业时直线行驶的精度，提出了一种基于改进纯追踪模型的农机路径跟踪算法。在建立了运动学模型和纯追踪模型的基础上，对农机直线跟踪方法进行研究；针对GPS导航精度易受噪声干扰的问题，通过卡尔曼滤波对航向误差以及横向误差进行了平滑处理，以获取更高精度的航向误差和横向误差；为提高纯追踪模型的自适应能力，以横向误差和航向误差的均方根误差为基础，构建适应度函数，并设计了权重函数，采用横向误差作为主要决策参数，通过粒子群优化（Particle swarm optimization，PSO）算法实时确定纯追踪模型中的前视距离；为使粒子群减少计算时间、尽快进行局部搜索，对PSO算法中惯性权重系数进行了改进。以东方红1104-C型拖拉机为试验平台，设计了农机自动导航控制系统，进行了农田播种试验。结果表明：当农机行驶速度为0.7m/s时，采用基于改进纯追踪模型的农机路径跟踪算法，〖JP2〗直线跟踪的最大横向误差为0.09m；当行驶距离超过5m后，最大横向误差为0.02m，该算法能够有效地提高农机作业时的直线行驶精度。

来源：2020年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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