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农机卫星导航自动驾驶作业精度评估方法的研究

吉辉利  
【摘要】:随着卫星导航技术的迅速发展以及定位精度的不断提升,卫星导航常应用于农业生产中的农业机械的自动驾驶作业中。尤其是在黑龙江垦区等大型国有农场的生产作业中,这样大大提高了生产作业效率和减少了农业生产成本。近年来,随着北斗卫星导航系统投入民用,国内出现了大批自主研发的农机卫星导航产品,为了检验其田间的作业精度,需要对装有卫星导航的农机作业进行测试评估。本文研究设计了一套农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估方法,根据农机卫星导航自动驾驶作业的特点,利用一套高精度的卫星导航接收机通过单点静态定位的方法对农机卫星导航自动驾驶起垄作业质量进行数据采集,并通过农机卫星导航自动驾驶作业精度评估软件进行数据分析处理,得出农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估指标垄向直线度和垄间平行度,实现对农机卫星导航自动驾驶作业精度的量化分析。首先在分析农机卫星导航技术和农机卫星导航作业质量检测方法在国内外发展现状的基础上,发现我国对于农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估方法还很少,且在对农机卫星导航产品进行性能评价时均采用企业标准,缺乏一个统一、规范的评估指标。从而以此确定本课题的研究内容、研究方案和技术路线,明确研究方向、思路以及目标。其次,根据国外对于农机卫星导航精度的研究手段,结合国内农机卫星导航自动驾驶作业应用领域,确定出测试方法。再次,根据测试方法以及起垄作业的特点,确定了农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估指标,并研究建立各评估指标的模型以及评估方法。再次,通过田间试验采集试验数据,并通过评估方法进行量化评估,将取得的评估结果通过与实际作业质量进行比较,验证了本课题研究的评估方法的可行性和准确性。最后为了简化评估过程,编制了一款农机卫星导航自动驾驶作业精度评估软件,并通过与SPSS、MATLAB和EXCEL等数据处理软件对比验证数据处理的结果来验证评估软件数据处理的可靠性和准确性,实现对农机卫星导航自动驾驶作业精度评估时数据的快速处理,以此来降低工作量。通过田间试验,根据本研究的测试及评估方法,利用垄向直线度和垄间平行度两个评估指标,可以得出在四个试验地块中,垄向平行度的最小值为2.70cm,最大值为4.59cm,最小均方根值3.36cm,最大均方根值为5.55cm;垄间平行度的最小值为5.16cm,最大值为16.88cm,最小均方根值6.76cm,最大均方根值为24.72cm。其中,农机卫星导航自动驾驶作业在1号地块的作业精度最高,3号地块的作业精度最低。根据本研究的农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估方法,可实现对试验数据的准确采集以及对农机卫星导航自动驾驶作业精度的量化评估。利用本研究中开发设计的农机卫星导航自动驾驶作业精度评估软件,可实现试验数据快速、准确的分析处理,提高了本评估方法的实际应用价值和推广价值,为国内的农机卫星导航自动驾驶作业精度的评估做了一次很好的尝试。


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