农业机械学报

作者：刘志杰，王小乐，任志刚，毛文菊，杨福增

单位：西北农林科技大学;农业农村部北方农业装备科学观测试验站,西北农林科技大学;农业农村部北方农业装备科学观测试验站,西北农林科技大学;农业农村部北方农业装备科学观测试验站,西北农林科技大学;农业农村部北方农业装备科学观测试验站,西北农林科技大学;陕西省苹果重点实验室,

关键词：果园; 履带拖拉机; 导航控制; 虚拟雷达模型; 路径跟踪

基金：国家重点研发计划项目（2016YFD0200700）和陕西省科技重大专项(2020zdzx03-04-01)

为提高传统果园广泛使用的小型履带式拖拉机导航路径跟踪控制精度和行驶稳定性，提出了一种基于虚拟雷达模型的导航路径跟踪控制算法。该算法借鉴人对车辆的驾驶经验，参考雷达扫描原理和图像识别原理，构建了虚拟雷达模型，生成虚拟雷达图，使用该图描述车辆与路径的位置关系；经深度神经网络分类生成对应的履带拖拉机行驶操作指令；以果园作业典型的U形路径为例进行了仿真验证试验和实车试验。仿真结果表明：本文提出的算法能够精准实现导航路径跟踪控制。果园实车试验表明：当车速为0.36、0.75?m/s时，该算法路径跟踪的最大横向偏差分别为0.150、0.191?m，平均横向偏差分别为0.031、0.051?m，标准差分别为0.025、0.036?m；与模糊控制算法相比，最大横向偏差分别减小了15.73%、36.33%，平均横向偏差分别减小了27.91%、19.05%，标准差分别减少了21.88%、28.00%。研究表明，基于虚拟雷达模型的导航路径跟踪控制算法具有更高的路径跟踪精度和行驶稳定性，满足果园实际作业需求。

来源：2021年第6期

《农业机械学报》期刊编辑部

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