Investigación sobre un sistema de conducción autónoma de maquinaria agrícola inteligente
Autores: Ren, Haoling; Wu, Jiangdong; Lin, Tianliang; Yao, Yu; Liu, Chang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación sobre un sistema de conducción autónoma de maquinaria agrícola inteligente
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Maquinaria agrícola inteligente
Posicionamiento
Planificación
Control
Algoritmo de planificación de trayectorias
Control de movimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
La maquinaria agrícola inteligente se refiere a maquinaria que puede completar tareas de forma independiente en el campo, lo cual tiene una gran importancia para la transformación de la modernización agrícola. Sin embargo, la mayoría de la investigación existente sobre maquinaria agrícola inteligente se limita a investigaciones unilaterales sobre posicionamiento, planificación y control, y no ha combinado orgánicamente los tres para formar un sistema de maquinaria agrícola inteligente completamente funcional. Basándose en esto, este artículo ha desarrollado un sistema de maquinaria agrícola inteligente que integra posicionamiento, planificación y control. Frente al problema de grandes errores de posicionamiento en el rango amplio de longitud y latitud de anclaje en el plano, este artículo integra factores geográficos como la relación elipsoide, radio de ejes largo y corto, y altitud en la transformación de coordenadas, y combina la navegación inercial integrada RTK/INS para lograr un posicionamiento preciso de todo el vehículo en un rango amplio. Frente al problema de que los algoritmos existentes de planificación de trayectorias de cobertura total solo se centran en la cobertura del trabajo como objetivo de optimización y no pueden lograr la optimización de trayectorias, este documento adoptó un algoritmo de planificación de trayectorias de cobertura total acoplado a funciones multiobjetivo que integra tres objetivos de optimización: cobertura de trabajo, longitud de trayectoria de trabajo y cantidad de trayectorias de trabajo. Este algoritmo logra una planificación óptima de trayectorias asegurando la cobertura del trabajo. Dado que el algoritmo de persecución pura existente no es adecuado para el control de movimiento de maquinaria móvil con orugas, este documento reconstruye el algoritmo de persecución pura existente basado en las características cinemáticas de la maquinaria móvil con orugas, y agrega un módulo de interpolación lineal, de modo que los puntos de trayectoria de seguimiento reales del control de movimiento siempre sean puntos de trayectoria de seguimiento ideales, mejorando efectivamente la precisión y estabilidad del control de movimiento. Finalmente, la viabilidad del sistema de maquinaria agrícola inteligente se demostró a través de simulaciones correspondientes y experimentos reales con vehículos. Este sistema de maquinaria agrícola inteligente puede colaborar con diversas herramientas operativas y completar de forma independiente la gran mayoría de las actividades de producción agrícola.
Descripción
La maquinaria agrícola inteligente se refiere a maquinaria que puede completar tareas de forma independiente en el campo, lo cual tiene una gran importancia para la transformación de la modernización agrícola. Sin embargo, la mayoría de la investigación existente sobre maquinaria agrícola inteligente se limita a investigaciones unilaterales sobre posicionamiento, planificación y control, y no ha combinado orgánicamente los tres para formar un sistema de maquinaria agrícola inteligente completamente funcional. Basándose en esto, este artículo ha desarrollado un sistema de maquinaria agrícola inteligente que integra posicionamiento, planificación y control. Frente al problema de grandes errores de posicionamiento en el rango amplio de longitud y latitud de anclaje en el plano, este artículo integra factores geográficos como la relación elipsoide, radio de ejes largo y corto, y altitud en la transformación de coordenadas, y combina la navegación inercial integrada RTK/INS para lograr un posicionamiento preciso de todo el vehículo en un rango amplio. Frente al problema de que los algoritmos existentes de planificación de trayectorias de cobertura total solo se centran en la cobertura del trabajo como objetivo de optimización y no pueden lograr la optimización de trayectorias, este documento adoptó un algoritmo de planificación de trayectorias de cobertura total acoplado a funciones multiobjetivo que integra tres objetivos de optimización: cobertura de trabajo, longitud de trayectoria de trabajo y cantidad de trayectorias de trabajo. Este algoritmo logra una planificación óptima de trayectorias asegurando la cobertura del trabajo. Dado que el algoritmo de persecución pura existente no es adecuado para el control de movimiento de maquinaria móvil con orugas, este documento reconstruye el algoritmo de persecución pura existente basado en las características cinemáticas de la maquinaria móvil con orugas, y agrega un módulo de interpolación lineal, de modo que los puntos de trayectoria de seguimiento reales del control de movimiento siempre sean puntos de trayectoria de seguimiento ideales, mejorando efectivamente la precisión y estabilidad del control de movimiento. Finalmente, la viabilidad del sistema de maquinaria agrícola inteligente se demostró a través de simulaciones correspondientes y experimentos reales con vehículos. Este sistema de maquinaria agrícola inteligente puede colaborar con diversas herramientas operativas y completar de forma independiente la gran mayoría de las actividades de producción agrícola.