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《浙江大学》 2004年
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基于GPS和传感技术的农用车辆自动导航系统的研究

冯雷  
【摘要】:拖拉机的自动导航技术已经研究了几十年,它的优点包括提高生产效率,提高操作精度,提高驾驶安全性等。车辆导航技术,根据定位传感器类型可以分为全球定位系统导航,机器视觉导航,无线电导航、超声波导航、激光导航和电缆导航等;根据定位技术原理可以分析绝对定位和相对定位技术。用航位推测技术(Dead reckoning),车辆在田间位置是由在车辆运动方向上测试速度、加速度、倾角、偏转等信息计算得到的。这种数据在短时间内非常精确并且抗干扰性强,但是由于传感器的震动、漂移和车辆在行驶中的侧滑等因素,使定位数据存在积累性的误差。随着时间延长,误差急剧增大。相比较而言,用全球定位系统(GPS)技术,每次测量都是独立进行的,没有积累的定位误差。但GPS信号容易受环境干扰,稳定性较差。同时,虽然精确的GPS接收器在位置测量上能够达到厘米级精度,但由于高精度的GPS接收器,价格昂贵,已成为将精确定位技术应用于农业生产领域的障碍。总体上,由于GPS能够提供低频率的绝对定位信息,而航位推测技术能够提供高频率的相对定位信息,合成两种技术能够在田间车辆作业时纠正定位误差,提高定位准确度和抗干扰性。 农业生产中,通常行间作物的行距较小,例如玉米作物只有76cm(30英寸)。对于在行间作物实施作业的农业车辆,尤其是附带牵引式农具的车辆,在弯曲的行间路径中作业,精确的侧向控制是必要的。在目前田间自动导航的研究表明,车辆已经可以通过视觉技术、激光技术、声纳技术等准确掌握前方道路信息。但即使掌握了前方道路信息,附带牵引式农具的车辆在转弯时,由于拖拉机和牵引式农具车轮运行的轨迹不一样,如何使用恰当的速度和转角,顺利通过并避免伤及农作物,是值得研究的课题。现有的研究成果之一是基于地图的导航系统。它的原理是将整个地块的导航地图输入车辆的计算机中,由GPS严格按照车辆预定行驶路线控制车辆行进。其缺点是,车辆对所要进行作业的田地信息已经事先完全掌握并经过了分析处理。 本课题的目标是在技术上将GPS技术、传感器技术和数学模型融合,研究基于模型的附带牵引式农具的车辆导航技术支持系统。目的是使车辆在未知的土地环境下行驶时,根据前方弯曲道路信息,通过建立自身的动力学数学模型计算拖
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S219

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 刘华;姚耀华;;激光测距在果树冠层三维重构中的应用[J];现代农业装备;2012年07期
2 张霖;赵祚喜;俞龙;张智刚;黄健;;超声波果树冠层测量定位算法与试验[J];农业工程学报;2010年09期
3 张智刚;罗锡文;周志艳;臧英;;久保田插秧机的GPS导航控制系统设计[J];农业机械学报;2006年07期
4 籍颖;张漫;刘刚;刘兆祥;何蓓;;农业机械导航系统综合评价方法[J];农业机械学报;2010年12期
5 俞龙;黄健;赵祚喜;张霖;孙道宗;;丘陵山地果树冠层体积激光测量方法与试验[J];农业机械学报;2013年08期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 白雪;基于农田特征的车载GPS运动模型辨识及定位误差研究[D];江苏大学;2011年
2 安秋;农业机器人视觉导航系统及其光照问题的研究[D];南京农业大学;2008年
3 包瑞新;车辆姿态多传感器检测系统与信息融合算法研究[D];沈阳农业大学;2011年
4 于英杰;基于传感器定位的变量施肥控制系统研制[D];吉林大学;2010年
5 张俊峰;山地果园单轨运输机遥控关键技术与装置的研究[D];华中农业大学;2012年
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1 张鹏;基于多信息融合的轮式农业机器人导航研究[D];南京农业大学;2010年
2 刘庚;基于PDA的个人导航系统的研究与应用[D];大连理工大学;2006年
3 冯晓霞;自走式农用机器人GPS/电子地图导航技术研究[D];南京农业大学;2008年
4 白晓鸽;基于模糊神经网络的拖拉机自动直线行走控制研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 刘维嘉;基于GNSS的农用车辆自主运行研究[D];西北农林科技大学;2012年
6 王丽丽;大型开沟铺管机自动控制系统关键技术研究[D];中国农业机械化科学研究院;2012年
7 刘阳;拖拉机自动导航系统CAN总线的设计与实现[D];石河子大学;2012年
8 贾全;拖拉机自动导航系统关键技术研究[D];中国农业机械化科学研究院;2013年
【同被引文献】
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1 王浩;;浅谈购机补贴对优化农机结构的影响[J];安徽农学通报;2006年05期
2 周和平;张立新;禹锋;李平;;我国盐碱地改良技术综述及展望[J];现代农业科技;2007年11期
3 惠怀志;蔡伯根;;组合导航信息融合算法的研究[J];北京交通大学学报;2007年02期
4 席军强,陈慧岩,丁华荣;电机驱动式自动离合器可行性研究[J];车辆与动力技术;2001年02期
5 左云波,张怀存;一种改进的BP网络快速算法[J];北京机械工业学院学报;2005年01期
6 詹舒波,张其善;GPS/电子地图的坐标转换算法和实现[J];北京航空航天大学学报;1996年05期
7 高峻峣,陆际联;轮式机器人遗传模糊神经网络转向控制[J];北京理工大学学报;2003年02期
8 张俊梅;李文彬;撒潮;王德明;;遥控自动立木整枝机运动控制系统[J];北京林业大学学报;2007年04期
9 冯仲科;罗旭;马钦彦;郝星耀;陈晓雪;赵利果;;基于三维激光扫描成像系统的树冠生物量研究[J];北京林业大学学报;2007年S2期
10 熊妮娜;王佳;罗旭;冯仲科;韩光瞬;;一种基于三维激光扫描系统测量树冠体积方法的研究——以油松为例[J];北京林业大学学报;2007年S2期
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1 韩涛;卢晓春;饶永南;王沛;张帆;吴杨扬;;导航卫星星座几何精度因子饱和值分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
2 邢军军;李善军;张衍林;;7YGS-45型自走式双轨道果园运输机设计与实验[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 孙同彪;洪添胜;陈银清;罗瑜清;欧阳玉平;吴伟荣;;山地果园单轨运输车的应用及性能分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 卢加纳;洪添胜;冯瑞珏;李震;赵文晓;罗海锋;廖泽轮;;山地果园钢丝绳牵引货运机避障系统的研制[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 张俊峰;张衍林;;山地橘园遥控牵引式无轨运输机的设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 李学杰;张衍林;吉俊宝;张俊峰;;山地果园单轨运输机的研制及其改进[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 张小明;;我国丘陵山地农业机械化的现状与发展[A];全国丘陵山地农机化技术发展高层论坛论文集[C];2011年
8 罗锡文;张智刚;周志艳;;轮式农业机械的多传感器组合定位技术研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年
9 田甜;吕安涛;毛恩荣;;拖拉机自动驾驶控制系统软件系统的研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年
10 高扬;李洪;冯振明;;面向兼容与互操作研究的GNSS软件接收机架构与实现[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
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1 耿爱军;智能烟草打顶机械关键技术研究[D];山东农业大学;2011年
2 冉一航;GNSS信号调制方式及频率兼容性研究[D];华中科技大学;2011年
3 刘卫;GNSS兼容与互操作总体技术研究[D];上海交通大学;2011年
4 安秋;农业机器人视觉导航系统及其光照问题的研究[D];南京农业大学;2008年
5 沈明霞;自主行走农业机器人视觉导航信息处理技术研究[D];南京农业大学;2001年
6 邝继双;基于GIS组件的农田空间信息管理系统的开发研究[D];中国农业大学;2003年
7 周俊;农用轮式移动机器人视觉导航系统的研究[D];南京农业大学;2003年
8 魏延富;机电伺服触觉式秸秆导向系统试验研究[D];中国农业大学;2005年
9 陈勇;自动施药机器人及可变量控制系统研究[D];南京林业大学;2005年
10 孙裕晶;虚拟样机技术及其在精密排种部件设计中的应用[D];吉林大学;2005年
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1 胡滨铠;轻型土槽试验台车的设计与研究[D];福建农林大学;2011年
2 朱璇;Galileo信号仿真及软件接收机关键算法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
3 李敬亚;山地果园单轨运输机的研制[D];华中农业大学;2011年
4 李振龙;Gps/电子地图车辆导航系统研究[D];华北工学院;2001年
5 冯占军;基于模糊神经网络的信息融合技术在移动机器人中的应用[D];河北工业大学;2002年
6 葛晓锋;基于GPS和GIS的农田信息快速采集与管理系统的研究[D];浙江大学;2003年
7 万丽芹;农用GPS的通讯技术与使用精度提高方法的研究[D];江苏大学;2003年
8 吕慧彧;组合导航系统中信息融合与故障检测理论研究[D];西北工业大学;2004年
9 杨玉华;GPS/电子地图车辆导航系统[D];华北工学院;2004年
10 吴隆江;基于GPS/GIS的农用车辆导航信息系统研究[D];南京农业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 迟德霞;王洋;;水稻插秧机自动导航技术研究现状[J];安徽农业科学;2011年26期
2 刘华;姚耀华;;激光测距在果树冠层三维重构中的应用[J];现代农业装备;2012年07期
3 高杉;;感应电机拖动的调速控制系统探究[J];电源技术应用;2014年01期
4 安秋;周俊;姬长英;王友权;冯晓霞;;基于DGPS导航的田间数据采集机器人的设计[J];河南科技大学学报(自然科学版);2008年02期
5 颜华;伟利国;刘阳春;高希文;崔俊伟;;插秧机转向自动控制的研究与试验[J];农机化研究;2011年05期
6 张磊;王书茂;陈兵旗;刘志刚;;基于双目视觉的农田障碍物检测[J];中国农业大学学报;2007年04期
7 罗锡文;张智刚;赵祚喜;陈斌;胡炼;吴晓鹏;;东方红X-804拖拉机的DGPS自动导航控制系统[J];农业工程学报;2009年11期
8 胡炼;罗锡文;张智刚;赵祚喜;;基于CAN总线的分布式插秧机导航控制系统设计[J];农业工程学报;2009年12期
9 何卿;高焕文;李洪文;;接触式拖拉机导航控制系统[J];农业机械学报;2008年01期
10 丁幼春;王书茂;;联合收获机视觉导航控制系统设计与试验[J];农业机械学报;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 黄健;赵祚喜;俞龙;张霖;孙道宗;;激光测量果树冠层体积方法与试验研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 王勇华;罗文芬;樊文有;;MAPSUV掌上测图系统在农村土地调查中的应用[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 庄卫东;东北黑土漫岗区大豆变量施肥播种技术研究[D];黑龙江八一农垦大学;2011年
2 包瑞新;车辆姿态多传感器检测系统与信息融合算法研究[D];沈阳农业大学;2011年
3 王利霞;基于处方图的变量喷药系统研究[D];吉林大学;2010年
4 张俊峰;山地果园单轨运输机遥控关键技术与装置的研究[D];华中农业大学;2012年
5 王学林;农业机器人末端执行器抓持力控制研究[D];南京农业大学;2009年
6 翟长远;果园靶标在线探测方法及风送变量喷雾技术研究[D];西北农林科技大学;2012年
7 顾宝兴;智能移动式水果采摘机器人系统的研究[D];南京农业大学;2012年
8 王方艳;圆盘挖掘式甜菜联合收获机关键部件设计及试验研究[D];中国农业大学;2014年
9 张东波;植物三维信息检测及视觉伺服控制技术研究[D];中国农业大学;2014年
10 张凯鑫;基于有限元的摩擦式果园运输机橡胶辊驱动特性研究[D];华中农业大学;2013年
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1 张辉;温室环境下移动机器人的环境地图构建研究[D];昆明理工大学;2010年
2 王卫;GAT陀螺全站仪误差分析与贯通测量模拟系统设计研究[D];长安大学;2011年
3 张明颖;轮式拖拉机机械诱导导航技术研究[D];西北农林科技大学;2011年
4 夏文斌;带拖车拖拉机自动直线倒车系统的研究[D];西北农林科技大学;2011年
5 许斌;基于VxWorks系统的无人车GPS/INS组合导航研究[D];上海交通大学;2012年
6 陈刚;道路旧标识线的图像识别方法研究[D];南京农业大学;2010年
7 张鹏;基于多信息融合的轮式农业机器人导航研究[D];南京农业大学;2010年
8 苗壮;基于ARM的车载跟踪定位系统的设计与实现[D];东北大学;2010年
9 王涛;GAT陀螺全站仪贯通测量一体化系统研究与开发[D];长安大学;2008年
10 袁雄;偏心齿轮分插机构运动学和动力学分析及参数优化[D];湖南农业大学;2008年
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3 东宏;;东方红——MG系列拖拉机工作装置的使用(续3)[J];当代农机;2009年09期
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