四輪轉(zhuǎn)向液壓底盤自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化、智能化是“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的發(fā)展方向。農(nóng)用拖拉機(jī)自動駕駛技術(shù)可以有效減輕駕駛?cè)藛T的勞動負(fù)荷，有效避免農(nóng)機(jī)作業(yè)過程中銜接行產(chǎn)生的遺漏和重疊現(xiàn)象，使農(nóng)機(jī)作業(yè)精度和作業(yè)效率都得到顯著提高。當(dāng)前農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航自動駕駛技術(shù)已比較成熟，但大多針對的是兩輪驅(qū)動兩輪轉(zhuǎn)向的農(nóng)用車輛。四輪驅(qū)動四輪轉(zhuǎn)向的底盤相較于兩輪驅(qū)動兩輪轉(zhuǎn)向底盤通過性強(qiáng)、轉(zhuǎn)向半徑小、操作靈活，但目前國內(nèi)對四輪驅(qū)動四輪轉(zhuǎn)向底盤自動駕駛系統(tǒng)的研究報道較少。因此，本文旨在對四輪驅(qū)動四

2、輪轉(zhuǎn)向的通用液壓底盤自動駕駛技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計了一套CAN總線通信的通用液壓底盤自動駕駛系統(tǒng)，搭建了硬件系統(tǒng)，編寫了軟件程序，并進(jìn)行了整體性能測試，對提高農(nóng)用底盤自動駕駛技術(shù)，促進(jìn)“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的發(fā)展有著重要意義。
　　主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）設(shè)計系統(tǒng)整體方案。根據(jù)目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的作業(yè)需求，制定了基于CAN總線通信的通用液壓底盤自動駕駛系統(tǒng)的整體方案，底盤采取四輪驅(qū)動四輪轉(zhuǎn)向的方式，提高整體機(jī)動性

3、能。
　?。?）設(shè)計合適的農(nóng)機(jī)運(yùn)動模型。針對本文研究的自動駕駛底盤功能需求，設(shè)計合理的運(yùn)動學(xué)模型，分析農(nóng)機(jī)在作業(yè)時的運(yùn)動狀態(tài)，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向控制方法。設(shè)計合理的導(dǎo)航控制算法，提供農(nóng)機(jī)導(dǎo)航轉(zhuǎn)向的數(shù)學(xué)理論依據(jù)。
　?。?）設(shè)計控制系統(tǒng)。根據(jù)導(dǎo)航控制算法，設(shè)計一套包括行車狀態(tài)采集模塊，行車控制模塊，車載電腦等的導(dǎo)航控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉牡妆P運(yùn)動信息進(jìn)行解譯，并能通過CAN總線進(jìn)行通訊。采用EPCS—8980嵌入式主

4、板作為車載電腦，DSP56F805芯片作為行車控制器。
　?。?）開發(fā)測控程序。根據(jù)iCAN協(xié)議，編寫通訊程序和測控程序，實(shí)現(xiàn)對底盤地理位置信息和行車狀態(tài)參數(shù)的采集和處理，并根據(jù)導(dǎo)航控制算法，輸出狀態(tài)控制量，完成底盤自動駕駛的軟件實(shí)現(xiàn)。
　　（5）系統(tǒng)性能試驗(yàn)。完成自動駕駛系統(tǒng)的硬件搭建和軟件實(shí)現(xiàn)，根據(jù)底盤控制需求，設(shè)計四輪轉(zhuǎn)向液壓底盤轉(zhuǎn)向控制試驗(yàn)和路徑跟蹤試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，本文設(shè)計的自動駕駛系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對農(nóng)機(jī)底盤的自動控制，實(shí)