基于UWB定位的农业机械辅助导航系统设计与试验

作者:肖荣浩; 马旭; 李宏伟; 曹秀龙; 魏宇豪; 王承恩; 赵旭
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[目的]以较低的成本实现南方中小农田农机的精确田间定位,降低农机操作人员的劳动强度,提高农机作业效率。[方法]利用超宽带(UWBUltrawide band)技术对工作机械进行实时定位。通过位置求解算法获得定位标签的三维精确位置坐标。采用位置校正算法对工作机械本体倾斜引起的现场误差进行了校正。设计了基于AB线的路径规划算法,实时规划作业路径,计算作业偏差。通过可视化为农机操作人员提供实时辅助驾驶信息。[结果]在水田环境下,分别以0.5、1.0和1.5m/s的速度沿规划路径行驶时,系统的平均横向定位偏差小于7。当行驶速度大于1.0m/s时,平均偏差、标准偏差和最大横向定位偏差分别降低了52.79%、49.82%和50.04%。利用辅助导航系统进行了田间移栽试验。每行运行轨迹与其自身直线拟合直线之间的平均横向偏差为5.90cm,标准偏差为3.64cm。每行运行轨道与其计划直线路径之间的平均横向偏差为6.98cm,标准偏差为4.95cm。[结论]该辅助导航系统定位精度高,稳定性好,成本低,通用性强,能满足南方中小型农田农机的田间作业要求。研究结果可为农业机械在田间的精确定位提供参考。