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针对国有规模化农场对大型农业机械高质、高效、精准作业的需求,研究一种具有遥操作和自主导航功能的后装型拖拉机驾驶机器人,可模块化、快速、无损安装在拖拉机驾驶室内,实现拖拉机的智能化升级,有利于提高农机的智能化水平和农业生产效率。本论文主要研究内容和结论如下:(1)模块化拖拉机驾驶机器人的机械结构设计。基于拖拉机各执行机构的操作空间和参数,通过Solidworks软件进行拖拉机驾驶机器人结构设计,主要包括转向模块、换挡模块、踏板控制模块等,并针对转向系统进行建模分析,为后续转向的遥操作控制提供实验基础。(2)拖拉机驾驶机器人测控系统设计。主要包括转向机械手测控模块、换挡机械手测控模块、踏板控制测控模块、拖拉机避障测控模块等,通过LabVIEW工具设计上位机软件实现对各个测控系统的检测控制。(3)拖拉机转向遥操作时延控制方法研究。首先分析拖拉机遥操作通信时延规律,基于此,提出基于时间戳的拖拉机转向遥操作时延控制方法,研究主从条件下遥操作控制模型及实现方法,实现随机时延下的拖拉机转向遥操作可靠控制。(4)基于多传感器信息融合的精确导航技术研究。研究基于GPS/惯导/视觉多传感器信息融合的组合导航方法,通过对每个传感器信息的可信度判断来动态调控传感器信息融合模型参数,实现单个导航传感器失效时拖拉机的高精度导航定位。最后,以常发CFD504A型号拖拉机为试验平台,验证拖拉机驾驶机器人设计的合理性,测试所提出的遥操作和导航控制方法的性能,结果表明基于时间戳的时延测量的模糊PI算法的拖拉机转向遥操作控制算法在不同阻尼力矩的道路上具有良好的跟踪性能。遥操作试验中拖拉机的运动跟踪轨迹与期望轨迹平均和最大跟踪误差分别不超过10cm和18cm,延迟时间范围为0到1000ms。D-S-BPNN模型下的组合导航试验拖拉机直线和曲线行驶导航精度都±10cm误差范围内,导航效果良好。本文结合拖拉机驾驶机器人远程遥操作技术和多元组合导航定位技术,实现了拖拉机远程操控转向驾驶和较高精度自主导航,有利于智能农机技术的发展。