一种农机单天线导航路径跟踪方法技术

本发明专利技术属于农机自动驾驶和控制系统技术领域，具体涉及一种农机单天线导航路径跟踪方法，其包括：根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差；根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径；以及根据转向半径对农机进行控制使农机回到导航规划路径，实现了由控制器根据导航数据直接控制转向执行装置实现转向动作，纠正行驶偏差，效率高，流程简捷，并且安装方便、快捷，对于安装位置要求简单，以及只需要在农机上安装一个导航天线，成本较低。成本较低。成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种农机单天线导航路径跟踪方法


[0001]本专利技术属于农机自动驾驶和控制系统
，具体涉及一种农机单天线导航路径跟踪方法。

技术介绍

[0002]随着我国农机智能化水平的不断提高，以及卫星导航技术大规模推广应用，具有自动驾驶功能的农机越来越受市场欢迎。现有的一些导航控制方法，面向的对象多为公路车辆，故不十分适用于农机作业。农机属于低速车辆，在田间作业过程中，受系统误差、机械传动间隙、地面条件和行驶速度等因素影响，存在农机的侧滑、颠簸现象，总会偏离导航规划路径。因此，在自动驾驶过程中，车载的控制和导航系统需要不断判断农机自身位置，以及与导航规划路径之间的偏差，通过某种控制方法进行纠偏，使偏离误差在田间作业要求的范围内。
[0003]因此，基于上述技术问题需要设计一种新的农机单天线导航路径跟踪方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种农机单天线导航路径跟踪方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种农机单天线导航路径跟踪方法，包括：根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差；根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径；以及根据转向半径对农机进行控制使农机回到导航规划路径。
[0006]进一步，所述根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差的方法包括：在农机车体安装一个导航天线，根据卫星信号接收、定位和导航控制方法，将农机实时位置与导航规划路径上该时刻的位置进行比较作差、融合解算，得到横向偏差；计算农机实时位置相对于导航规划路径的垂直距离和方向，根据垂直距离和方向确定实时位置相对于导航规划路径的距离偏差，即横向偏差。
[0007]进一步，所述根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径的方法包括：构建横向偏差与转向半径之间的关系模型：；其中，Δx为横向偏差；v为农机行驶速度；t为纠偏所需时间；R为转向半径。
[0008]进一步，所述根据转向半径对农机进行控制使农机回到导航规划路径的方法包括：根据转向半径获取相应的转向信号值，将转向信号值发送给转向控制器，控制转向执行机构动作，使农机回到导航规划路径。
[0009]第二方面，本专利技术还提供一种农机，包括：
控制器，以及与该控制器电性连接的导航天线和转向执行机构；所述导航天线适于获取农机实时位置和导航规划路径上该时刻农机位置；所述控制器适于根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻农机位置获取横向偏差，以获取转向半径；并且所述控制器适于根据转向半径对转向执行机构进行控制使农机回到导航规划路径。
[0010]进一步，所述控制器适于采用上述农机单天线导航路径跟踪方法对转向执行机构进行控制。
[0011]第三方面，本专利技术还提供一种农机单天线导航路径跟踪系统，包括：横向偏差获取模块，根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差；转向半径获取模块，根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径；以及调控模块，根据转向半径对农机进行控制使农机回到导航规划路径。
[0012]本专利技术的有益效果是，本专利技术通过根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差；根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径；以及根据转向半径对农机进行控制使农机回到导航规划路径，实现了由控制器根据导航数据直接控制转向执行装置实现转向动作，纠正行驶偏差，效率高，流程简捷，并且安装方便、快捷，对于安装位置要求简单，以及只需要在农机上安装一个导航天线，成本较低。
[0013]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
[0014]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术的一种农机单天线导航路径跟踪方法的流程图；图2是本专利技术的拖拉机导航天线安装示意图；图3是本专利技术的拖拉机路径跟踪偏差示意图；图4是本专利技术的收割机导航天线安装示意图；图5是本专利技术的收割机路径跟踪偏差示意图。
[0017]图中：1为导航天线。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是
全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]如图1所示，本实施例提供了一种农机单天线导航路径跟踪方法，包括根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差；根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径；以及根据转向半径对农机进行控制使农机回到导航规划路径，实现了由控制器根据导航数据直接控制转向执行装置实现转向动作，纠正行驶偏差，效率高，流程简捷，并且安装方便、快捷，对于安装位置要求简单，以及只需要在农机上安装一个导航天线1（卫星接收天线），成本较低。
[0020]在本实施例中，所述根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差的方法包括：在农机车体安装一个导航天线1，根据通用的卫星信号接收、定位和导航控制方法，将农机实时位置与导航规划路径上该时刻的位置进行比较作差、融合解算，得到横向偏差；计算农机实时位置相对于导航规划路径的垂直距离和方向，根据垂直距离和方向确定实时位置相对于导航规划路径的距离偏差，即横向偏差。在农机车体安装一个导航天线1，因地面不平整等因素引起的车身姿态变化，会对测量精度产生影响，可以通过降低天线安装高度，在农机上安装姿态传感器进行位置修正等方法消除或减少误差。
[0021]在本实施例中，所述根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径的方法包括：根据本专利技术提供的纠偏控制方法，由横向偏差计算得到纠偏所需的转向半径，转向半径和转向执行机构存在一定的关系，且可以建立关系公式，构建横向偏差与转向半径之间的关系模型：；其中，Δx为横向偏差；v为农机行驶速度；t为纠偏所需时间；R为转向半径。
[0022]在本实施例中，所述根据转向半径对农机进行控制使农机回到导航规划路径的方法包括：根据转向半径获取相应的转向信号值，将转向信号值发送给转向控制器，控制转向执行机构动作，使农机回到导航规划路径。
[0023]具体的以拖拉机为例，根据通用的卫星信号接收、定位和导航控制方法，将拖拉机实时位置与导航规划路径上该时刻的位置进行比较作差、融合解算，得到横向偏差；根据纠偏控制方法，由横向偏差计算得到纠偏所需的转向半径，转向半径和电动方向盘转角存在一定的关系，且可以建立关系公式，因此可以将转向半径转换为相应的转向信号值发送给电动方向盘控制器，控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农机单天线导航路径跟踪方法，其特征在于，包括：根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差；根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径；以及根据转向半径对农机进行控制使农机回到导航规划路径。2.如权利要求1所述的农机单天线导航路径跟踪方法，其特征在于，所述根据农机实时位置和导航规划路径上该时刻位置获取横向偏差的方法包括：在农机车体安装一个导航天线，根据卫星信号接收、定位和导航控制方法，将农机实时位置与导航规划路径上该时刻的位置进行比较作差、融合解算，得到横向偏差；计算农机实时位置相对于导航规划路径的垂直距离和方向，根据垂直距离和方向确定实时位置相对于导航规划路径的距离偏差，即横向偏差。3.如权利要求2所述的农机单天线导航路径跟踪方法，其特征在于，所述根据横向偏差获取纠偏所需的转向半径的方法包括：构建横向偏差与转向半径之间的关系模型：其中，Δx为横向偏差；v为农机行驶速度；t为纠偏所需时间；R为转向半径。4.如权利要求3所述的农机单天线导航路径跟踪方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢泽民，邱光宇，史晓艳，
申请(专利权)人：常州江苏大学工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：