探討農用車輛自動導航演算法開發與改進
2023/12/02 @國際
摘要
由北京中國農業大學研究團隊進行從車輛模型建構和路徑追蹤演算法的開發和改進兩個方面對自動農用車的路徑追蹤策略進行了綜述，從準確性、穩定性、穩健性和缺點/優點方面探討了每種方法，定義農用車輛路徑追蹤控制領域的主要挑戰，並根據結果提出了未來方向。
示意圖
許多國家的農業面臨農業勞動力老化的問題，由於城市化的發展，越來越多的青壯年勞動力從農業生產活動轉向城市，這將導致未來糧食短缺的問題，為了解決農業中的糧食短缺等問題，已開發國家正在研究自動農用車輛，以感測器技術和電液控制技術取代傳統農業所需的基本技術和勞動力。
研究重點為以車輛型號根據結構特點和工作情況分為輪式拖拉機、履帶式拖拉機、插秧機、高間隙噴霧機、農業機器人、農用拖拉機等多種類型，路徑追蹤控制方法的應用與改進根據農業機械的不同作業場景和類型進行總結，而農業機械自動導航的關鍵技術主要包括定位與姿態測量、路徑規劃、路徑追蹤控制等。
研究結果顯示採用GA、PSO、DRL等演算法，對傳統路徑追蹤演算法進行改進和最佳化，以提高控制器的穩健性和精確度，純追蹤模型的前視距離對車輛的路徑追蹤精度有顯著影響。研究人員開發了具有擾動感測器的SOSMC和滑模控制器來抑制顫振，線性模型預測控制比非線性模型預測控制具有更好的性能，但線性模型預測控制存在削弱控制器對參考路徑曲率和航向變化的回應能力問題，應加強模型預測控制演算法改進。
研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第12期《農業科技特刊》，隨著控制系統創新和農業機械的發展，智慧控制器可為農業車輛路徑追蹤提供更好的解決方案，對未來自動農用車的路徑追蹤控制開發做出貢獻。【延伸閱讀】- 台灣農業老化、小農化 中研院農業政策建議書提8大解方
資料來源
- MDPI
文章摘譯
