[发明专利]基于中位角自适应调节的收获机智能辅助驾驶方法

说明书

本发明公开了一种基于中位角自适应调节的收获机智能辅助驾驶方法，包括如下步骤：1、在当前k时刻，根据前k_max个时刻收获机的位置计算收获机与期望路径的距离偏差的平均值2、判断中位角θ是否有偏差，如果保持中位角不变；如果计算中位角θ的修正值θ^correct，并对中位角进行修正；3、计算当前k时刻收获机的期望转角δ(k)、车轮目标转角α(k)＝θ+δ(k)；利用角度跟踪控制算法，调整车辆转向轮，跟踪车轮目标转角α(k)；4、循环执行步骤1‑3，在每一时刻判断收获机中位角是否有偏差，计算车轮目标转角，并调整转向轮跟踪车轮目标转角。该方法能够提高提高中位角标定精度、补偿航向传感器安装误差，从而提高了收获机的操作便捷性。

技术领域

本发明涉及收获机路径跟踪领域，具体是基于中位角自适应调节的收获机智能辅助驾驶方法。

背景技术

收获机的辅助驾驶技术作为农业自动驾驶技术的重要组成部分，有助于推进农业机械化、智能化，对于农业生产精细化、规模化、智能化研究有着重要意义。高精度的收获机辅助驾驶系统是开展精准农业实践的前提与技术保障，具有如下意义：提高收获机作业效率，使收获过程不受昼夜及能见度低的恶劣天气的影响；降低驾驶员劳动强度及驾驶技术要求，可使驾驶员集中精力调节割台、拨禾轮、割刀等其余设备的协调运转；有效改善重复作业和遗漏作业的问题。

中位角是指收获机沿直线行驶时的车轮实际转角，该角度需与收获机的航向采集系统相匹配，否则将造成恒偏误差，使收获机的实际跟踪路线始终位于目标路径的一侧，造成漏割或重割情况，降低作业效率。目前该角度多为人工设定，通过驾驶员人为驾驶收获机以直线方向行驶，将该时间段内的实际转角的平均值作为中位角的实际值。随着系统的使用，由于车辆机械结构的磨损及地面不平整度的影响，需对中位角再次进行人工标定，极大的限制了系统的智能性和便捷性。为提高中位角的标定精度，需延长行驶距离，但受限于农田不平整的地形和弯曲的行驶道路，降低标定精度，影响辅助驾驶的跟踪性能。此方法无法标定航向传感器的安装误差，影响系统性能。

开展对中位角标定自适应算法的研究，对智能车辅助驾驶技术的发展，实现智能农业、精准农业的战略目标具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种自适应调整中位角的收获机辅助驾驶方法，该方法能够提高提高中位角标定精度、补偿航向传感器安装误差，从而提高了收获机的操作便捷性。

技术方案：本发明采用如下技术方案：

基于中位角自适应调节的收获机智能辅助驾驶方法，包括如下步骤：

(1)在当前k时刻，根据k-k_max,k-k_max+1,…,k-1时刻收获机的位置和航向角，计算收获机与期望路径的距离偏差d_e(k-i)的平均值mean(·)为求均值运算；i＝1,2,…,k_max；

(2)判断中位角θ是否有偏差：如果中位角无偏差，保持中位角不变；如果计算中位角θ的修正值θ^correct，并对中位角进行修正：θ＝θ^old+θ^correct；其中为距离偏差阈值，θ^old为修正前的中位角；

(3)计算当前k时刻收获机的期望转角δ(k)、车轮目标转角α(k)＝θ+δ(k)；

利用角度跟踪控制算法，调整车辆转向轮，跟踪车轮目标转角α(k)；

(4)循环执行步骤1-3，在每一时刻判断收获机中位角是否有偏差，计算车轮目标转角，并调整转向轮跟踪车轮目标转角。

k-i时刻收获机与期望路径的距离偏差d_e(k-i)的计算为：