[发明专利]一种基于LOS理论的农机路径跟踪方法

权利要求书

1.一种基于LOS理论的农机路径跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，农机在已设定的直线路径上行驶时，由导航定位模块获取农机实时位置信息；

S2，将位置信息通过上位机系统解析的坐标、横向跟踪误差等参数传送到LOS算法器中得出当前行驶的航向角；

S3，前轮反馈控制器根据航向角和横向跟踪误差，输出系统期望的车轮转向角度，由此可以得出车轮的转向偏差角，重复以上步骤，实现路径跟踪控制。

2.根据权利要求1所述的基于LOS理论的农机路径跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11，通过北斗RTK定位模块和视觉识别CDD模块设定农机工作田块边界，进而打点出若干条平行的直线轨迹。

S12，北斗RTK导航模块实时输出农机的位置，轨迹点信息，同时与矩形田块的三个顶点坐标转化到高斯平面坐标系中，并将规划的路径以二维数组形式储存到导航系统中，实现导航路径规划。

3.根据权利要求2所述的基于LOS理论的农机路径跟踪方法，其特征在于，所述步骤S11具体为：

利用RTK-CCD定位视觉传感器融合系统，测定试验田三个坐标顶点确定一个矩形，假设为地头节点A、B、C、D定位坐标；以每条作业行距离最长为原则，结合地块实际几何形状，选取边界AD作为作业行规划的基准线，以其为基准划定若干条平行作业线，平行线距离依作业行间距而定，最后一条作业线与边界BC的最短距离不得小于1/2个作业间距，将所有Q条平行作业线与边界AB和CD的焦点，作为规划作业线节点，并将相应作业线节点存进二维数组中，供基于LOS算法器的导航控制软件调用。

4.根据权利要求1所述的基于LOS理论的农机路径跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21：确定一条由两个路径点和定义的直线跟踪路径，并且路径坐标系的原点在农机在路径固定的坐标系内坐标为pⁿ(t)＝[x(t),y(t)]，且满足公式：

式中：

α_k＝a tan2(y_k+1-y_k,x_k+1-x_k)∈S；α_k为大地坐标系正北方与期望路径P_k和P_k+1的夹角，a为系数；

S22：令ε(t)＝[s(t),e(t)]^T∈R²，其中：

s(t)＝[x(t)-x_k]cos(α_k)+[y(t)-y_k]sin(α_k)

e(t)＝-[x(t)-x_k]sin(α_k)+[y(t)-y_k]cos(α_k)

s(t)为农机路径跟踪距离，e(t)为横向跟踪误差，在实际路径跟踪过程中，只需要关注农机本身行驶的横向偏差，因为当横向偏差e(t)＝0时，意味着农机已经收敛于期望跟踪路径上，路径跟踪控制目标即为：

S23：设定LOS导航算法为：

式中：

为速度—路径相关角，其中Δ为农机的前视距离，e为横向跟踪误差；

若农机当行驶方向角为则航向角为：