當前農業(yè)生產已經從機械化階段提升到智能化階段，農業(yè)生產提出了精準作業(yè)、自動/無人作業(yè)等需求，自動駕駛技術成為最重要的農機智能化技術手段之一。自動駕駛技術中又數自動駕駛模型、算法最為核心，本書主要介紹了農機自動駕駛系統(tǒng)總體設計、相關感知、執(zhí)行技術，詳細闡述了農機自動駕駛系統(tǒng)的車輛、傳感器等信息融合模型，詳述了轉向控制算法、最優(yōu)控制理論、最小時間控制理論應用于農機自動駕駛系統(tǒng)的方法，并將MATLAB仿真結果與實際應用結果進行比較。
羅尤春，系統(tǒng)工程師/算法工程師。畢業(yè)于華中科技大學，機械電子工程碩士研究生�，F(xiàn)就職于江蘇常發(fā)實業(yè)集團有限公司，自動駕駛研究所所長。主要研究方向：自動駕駛系統(tǒng)開發(fā)。主導開發(fā)了農機無人駕駛系統(tǒng)、升級版電機式自動駕駛系統(tǒng)AD100EJ、電動方向盤式自動駕駛系統(tǒng)AF100等自動駕駛相關系統(tǒng)。
目 錄
第1章 農機自動駕駛系統(tǒng)總體設計 （1）
1.1 農機自動駕駛系統(tǒng)設計目標 （1）
1.2 系統(tǒng)總體架構 （2）
1.3 本書結構 （3）
第2章 數學基礎和軟件基礎 （4）
2.1 空間坐標系變換 （4）
2.2 關鍵計算技術 （5）
2.2.1 非線性方程求根的二分法 （5）
2.2.2 菲涅爾函數數值計算 （8）
2.3 MATLAB常用命令 （12）
2.3.1 矩陣及其運算 （12）
2.3.2 函數 （14）
2.3.3 畫圖 （16）
2.3.4 幫助系統(tǒng) （21）
第3章 感知與執(zhí)行技術 （22）
3.1 感知技術1：RTK技術基礎 （22）
3.1.1 大地測量坐標系 （22）
3.1.2 GPS定位原理 （24）
3.1.3 NMEA-0183協(xié)議 （26）
3.2 感知技術2：角度精確測量應用 （29）
3.3 執(zhí)行控制應用技術 （30）
3.3.1 電磁比例閥控制應用 （30）
3.3.2 電機控制應用 （35）
第4章 車輛幾何模型 （36）
4.1 RTK-車輛模型 （36）
4.1.1 雙天線RTK-車輛模型與GPATR報文 （36）
4.1.2 航向補償角βoffset計算方法 （39）
4.1.3 橫滾補償角γoffset計算方法 （40）
4.1.4 主天線G1定位修正 （41）
4.1.5 車輛前進倒退的判斷 （43）
4.1.6 車速v的計算 （44）
4.2 角度傳感器模型 （45）
4.3 水平面直線路徑幾何模型 （46）
4.3.1 直線AB設置 （46）
4.3.2 直線AB設計 （47）
4.3.3 平行直線陣列設計 （48）
4.4 車輛-路徑參數計算模型 （51）
4.4.1 帶有車頭方向信息的擴展直線方向角βlextend （51）
4.4.2 航向角偏差β （52）
4.4.3 橫向偏差d （53）
4.5 顯示動畫模型 （56）
第5章 轉向控制算法 （59）
5.1 Ackermann轉向模型 （59）
5.2 α，β，d微分關系 （63）
5.2.1 車輪角度與車輛航向角變化率之間的關系 （63）
5.2.2 車輛航向角與車輛橫向偏差變化率之間的關系 （64）
5.3 一個車輛運動微元模型 （64）
5.4 Look Ahead Ackermann算法 （69）
5.4.1 車輛前行時的Look Ahead Ackermann公式 （70）
5.4.2 車輛倒車時的Look Ahead Ackermann公式 （77）
5.5 一種好的Look Ahead Height定義 （81）
5.6 二階方程與避障規(guī)劃 （88）
5.6.1 與LAA近似的一個二階方程 （88）
5.6.2 避障規(guī)劃應用 （93）
第6章 路徑規(guī)劃算法 （98）
6.1 最小時間系統(tǒng)的控制 （98）
6.2 車輛轉向控制問題描述 （101）
6.3 u(t)-simple問題求解 （103）
6.4 u(t)-complete問題求解 （119）
第7章 u(t)-complete算法實現(xiàn) （128）
7.1 JTP2、JTP1和Find_T2 （128）
7.1.1 JTP2 （128）
7.1.2 JTP1 （132）
7.1.3 Find_T2 （135）
7.2 UT_complete （137）
7.3 車輛運動微元模型仿真UT_simu （149）
7.4 人工上線轉向行為研究 （155）
參考文獻 （175）
書單推薦
