基于Bezier曲线优化的农机自动驾驶避障控制方法

• 作者: 单翔 史扬杰 奚小波 张剑峰 张琦 张瑞宏 金亦富 龚俊杰
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 农业机械 运动规化 避障 自动驾驶 Bezier曲线
• 年，卷（期）: 2019,（19）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 82-88
• 页数: 7页
• 分类号: S24
• 字数: 5203字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.19.010

摘要

动力换挡拖拉机的产生促进农机自动驾驶向着无人化方向发展,农机的自动避障成为需要解决的关键问题.该文针对最短切线路径曲线曲率不连续、跟踪控制精度差及农机运动模型精度低等缺点,采用三阶Bezi-er曲线优化法形成连续平滑农机避障路径,通过链式控制理论建立农机运动线性控制模型,利用PI控制器进行转角补偿,并进行了控制方法的仿真和犁耕作业试验.仿真结果表明:农机行驶的航向误差角在-0.06~0.06 rad,横向位置误差小于13 cm,前轮转向角变化平缓,没有显著突变,说明该方法控制精度较高,农机能够按预设轨迹行驶.犁耕作业试验结果表明:Bezier曲线部分的避障精度为5.21 cm,曲线路径的跟踪控制效果较好;避障后农机继续沿直线行驶的精度为1.98 cm,说明该方法可保证农机在避障后恢复直线自动驾驶.研究结果表明,该避障路径控制方法在不平整犁耕地中具有较好的鲁棒性和适应性,可满足拖拉机作业的避障要求.