[发明专利]农用机械的导航方法、导航装置和农用机械

权利要求书

1.一种农用机械的导航方法，其特征在于，包括：

通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；

根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题进行计算以获取农用机械的预期路径信息；

根据农用机械的两轮运动学模型以及跟踪问题终端时间无限调节器设计准则生成路径跟踪最优控制器；

根据所述农用机械的定位信息和所述预期路径信息获取路径误差；

根据所述路径误差信息及路径跟踪最优控制器获取路径调整信息并发送给自动转向系统。

2.根据权利要求1所述的农用机械的导航方法，其特征在于，所述通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息包括：

从一个以上的传感器中获取农用机械的位姿数据；

根据基于双模糊控制器的自适应卡尔曼滤波算法对上述获取的位姿数据进行数据融合以获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息。

3.根据权利要求1所述的农用机械的导航方法，其特征在于，所述最优控制器随机械在路径中位置的变化而变化。

4.根据权利要求1所述的农用机械的导航方法，其特征在于，还包括：

自动转向系统的驱动模块根据调整信息生成调整信号，并将所述调整信号发送给液压转向器，由所述液压转向器驱动转向轮进行转向。

5.一种农用机械的导航装置，其特征在于，包括：

定位信息获取模块，用于通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；

预期路径计算模块，用于根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题进行计算以获取农用机械的预期路径信息；

最优控制器生成模块，用于根据农用机械的两轮运动学模型以及跟踪问题终端时间无限调节器设计准则生成路径跟踪最优控制器；

路径误差获取模块，用于根据所述农用机械的定位信息和所述预期路径信息获取路径误差；

发送模块，用于根据所述路径误差信息及所述路径跟踪最优控制器获取调整信息并发送给自动转向系统。

6.根据权利要求5所述的农用机械的导航装置，其特征在于，所述定位信息获取模块包括一个以上的传感器及计算单元，所述传感器用于获取农用机械的位姿数据；所述计算单元用于根据基于双模糊控制器的自适应卡尔曼滤波算法对上述获取的位姿数据进行数据融合以获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息。

7.一种农用机械，包括农用机械本体和人工转向系统，其特征在于，还包括：

导航装置，用于通过一个以上的传感器获取包括农用机械的位置坐标、速度和航向信息的定位信息；根据农用机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题进行计算以获取农用机械的预期路径信息；根据农用机械的两轮运动学模型以及跟踪问题终端时间无限调节器设计准则生成路径跟踪最优控制器；根据所述农用机械的定位信息和所述预期路径信息获取路径误差；根据所述路径误差信息及路径跟踪最优控制器获取路径调整信息并发送给自动转向系统；

自动转向系统，与导航装置连接，用于根据导航装置的调整信息对农用机械进行控制。

8.根据权利要求7所述的农用机械，其特征在于，所述自动转向系统包括：

油泵，用于为自动转向系统提供转向动力；

电磁换向阀，用于进行人工转向系统和自动转向系统的切换，选择自动控制系统作为农用机械的控制系统；

驱动模块，用于根据接收到的导航装置发送的调整信息生成控制信号；

步进电机，与所述驱动模块连接，用于根据控制信号调整液压转向器转向和转向速度，控制转向轮进行转向。

9.根据权利要求8所述的农用机械，其特征在于，还包括：

角位移传感器，用于测量转向轮的转向角度，并将测量结果发送给导航装置。