[發明專利]農用機械的導航方法、導航裝置和農用機械

無效

• 申請號: 200910082462.1
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN101866181A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 朱忠祥;宋正河;謝斌;毛恩榮;宋曉波;王尚俊;張漫;劉剛
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/34;G05D1/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

1.一種農用機械的導航方法，其特征在于，包括：

通過一個以上的傳感器獲取包括農用機械的位置坐標、速度和航向信息的定位信息；

根據農用機械的兩輪運動學模型以及最優控制理論中的最小時間問題進行計算以獲取農用機械的預期路徑信息；

根據農用機械的兩輪運動學模型以及跟蹤問題終端時間無限調節器設計準則生成路徑跟蹤最優控制器；

根據所述農用機械的定位信息和所述預期路徑信息獲取路徑誤差；

根據所述路徑誤差信息及路徑跟蹤最優控制器獲取路徑調整信息并發送給自動轉向系統。

2.根據權利要求1所述的農用機械的導航方法，其特征在于，所述通過一個以上的傳感器獲取包括農用機械的位置坐標、速度和航向信息的定位信息包括：

從一個以上的傳感器中獲取農用機械的位姿數據；

根據基于雙模糊控制器的自適應卡爾曼濾波算法對上述獲取的位姿數據進行數據融合以獲取包括農用機械的位置坐標、速度和航向信息的定位信息。

3.根據權利要求1所述的農用機械的導航方法，其特征在于，所述最優控制器隨機械在路徑中位置的變化而變化。

4.根據權利要求1所述的農用機械的導航方法，其特征在于，還包括：

自動轉向系統的驅動模塊根據調整信息生成調整信號，并將所述調整信號發送給液壓轉向器，由所述液壓轉向器驅動轉向輪進行轉向。

5.一種農用機械的導航裝置，其特征在于，包括：

定位信息獲取模塊，用于通過一個以上的傳感器獲取包括農用機械的位置坐標、速度和航向信息的定位信息；

預期路徑計算模塊，用于根據農用機械的兩輪運動學模型以及最優控制理論中的最小時間問題進行計算以獲取農用機械的預期路徑信息；

最優控制器生成模塊，用于根據農用機械的兩輪運動學模型以及跟蹤問題終端時間無限調節器設計準則生成路徑跟蹤最優控制器；

路徑誤差獲取模塊，用于根據所述農用機械的定位信息和所述預期路徑信息獲取路徑誤差；

發送模塊，用于根據所述路徑誤差信息及所述路徑跟蹤最優控制器獲取調整信息并發送給自動轉向系統。

6.根據權利要求5所述的農用機械的導航裝置，其特征在于，所述定位信息獲取模塊包括一個以上的傳感器及計算單元，所述傳感器用于獲取農用機械的位姿數據；所述計算單元用于根據基于雙模糊控制器的自適應卡爾曼濾波算法對上述獲取的位姿數據進行數據融合以獲取包括農用機械的位置坐標、速度和航向信息的定位信息。

7.一種農用機械，包括農用機械本體和人工轉向系統，其特征在于，還包括：

導航裝置，用于通過一個以上的傳感器獲取包括農用機械的位置坐標、速度和航向信息的定位信息；根據農用機械的兩輪運動學模型以及最優控制理論中的最小時間問題進行計算以獲取農用機械的預期路徑信息；根據農用機械的兩輪運動學模型以及跟蹤問題終端時間無限調節器設計準則生成路徑跟蹤最優控制器；根據所述農用機械的定位信息和所述預期路徑信息獲取路徑誤差；根據所述路徑誤差信息及路徑跟蹤最優控制器獲取路徑調整信息并發送給自動轉向系統；

自動轉向系統，與導航裝置連接，用于根據導航裝置的調整信息對農用機械進行控制。

8.根據權利要求7所述的農用機械，其特征在于，所述自動轉向系統包括：

油泵，用于為自動轉向系統提供轉向動力；

電磁換向閥，用于進行人工轉向系統和自動轉向系統的切換，選擇自動控制系統作為農用機械的控制系統；

驅動模塊，用于根據接收到的導航裝置發送的調整信息生成控制信號；

步進電機，與所述驅動模塊連接，用于根據控制信號調整液壓轉向器轉向和轉向速度，控制轉向輪進行轉向。

9.根據權利要求8所述的農用機械，其特征在于，還包括：

角位移傳感器，用于測量轉向輪的轉向角度，并將測量結果發送給導航裝置。