农业机械学报

作者：何杰，魏正辉，胡炼，汪沛，黄培奎，丁帅奇

单位：华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,

关键词：农业机械;导航;两位置法;改进STEKF;航向测量

基金：科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目（2021ZD0110902）、广东省科技计划项目（20230201）和华南农业大学黄埔创新研究院科研项目（2023GG004）

针对单天线GNSS农机导航系统起步和低速时航向测量不准问题，本文基于两位置法与改进强跟踪扩展卡尔曼滤波算法（Strong tracking extended Kalman filter，STEKF）进行农机航向测量技术研究，设计一种适用于单天线GNSS/IMU融合的农机航向测量方法。采用两位置法测量高速作业农机航向，基于IMU输出的9轴数据和GNSS输出的位置与速度信息，提出改进强跟踪自适应矩阵R STEKF算法对农机低速行驶时的航向准确测量，设计了基于两位置法与改进STEKF航向的一维卡尔曼滤波融合方法。以雷沃M-1204型拖拉机为试验平台，进行了速度梯度变化工况下农机航向测量精度和稳定性验证试验，结果表明，在农机从静止状态起步，经历包含直线和曲线的混合路段，在速度0.36~5.40km/h过程中，本文提出的融合航向测量方法获取的航向角与双天线GNSS获取的航向角误差不超过0.50°，表明本文方法适用于农机静止起步到低速运动状态下农机航向稳定获取，提高了单天线农机导航起步和低速驾驶控制精度和稳定性，可为高精度农机自主无人作业提供技术基础。

来源：2024年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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