基于北斗定位的农机车载组合导航系统研究

发布时间：2020-05-18 08:12

【摘要】：为实现农业机械的田间作业导航和精确定位,本文主要研究了基于北斗定位的农机车载组合导航系统。由于单独使用北斗导航系统进行定位,难以满足现代农业机械的导航定位精度要求,为了实现农业机械准确定位,提高作业效率和农业生产产品质量,为此设计了以北斗导航系统为主,机器视觉导航系统为辅,将二者有机结合进行组合定位导航的方法,以期控制成本的前提下获得较高的精度。本文基于北斗定位的农机车载组合导航系统的总体设计方案,分析了基于北斗定位的农机车载组合导航系统的关键技术,研究设计了路径规划算法,基于卡尔曼滤波算法和数据融合算法进行了系统仿真。根据农业机械作业实际情况,选取2个优化目标并设计出最短路径规划算法,包括作业区域的直线作业算法和非作业区域的地头转弯作业算法。根据北斗系统特点和组合导航系统原理分别进行系统建模,之后用扩展卡尔曼算法和无迹卡尔曼算法进行了定位数据仿真分析比较,仿真结果表明无迹卡尔曼算法能够较好的满足系统要求。根据车载组合导航系统的总体设计方案及各功能模块的性能,设计了以车载电脑和北斗导航仪作为核心的组合导航硬件系统。根据该系统特点设计了EPCS-8980型工控机及相关配套装置,选取UM220北斗模块及其配套天线作为北斗定位接收设备。设计了系统相关软件功能模块,包括北斗接收处理模块、UKF定位解算模块、导航模块等。在EVC和eSuperMap环境下设计了系统各部分功能软件程序,主要包括主程序、BDS接收处理程序、卡尔曼滤波算法程序等。将所设计的基于北斗定位的农机车载组合导航软件安装于车载电脑上,并将之及其他设备装置安装于拖拉机上组成完整的导航系统试验机组,通过采用本文设计的试验方案对系统进行了试验测试,结果表明该组合导航系统能够实现导航功能正常运行并达到较好的定位精度。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S220.3

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本文编号：2669430