科创中国

生物与新医药技术,现代农业技术

基于北斗的农机自动导航作业系统具有自动点/熄火、自动变速换挡、电控油门调节、自动作业启停和GNSS自动导航控制等功能，可应用于拖拉机、插秧机、喷雾机、联合收获机等农业机械，实现农业机械在较少人工干预条件下的无人驾驶作业。无人驾驶拖拉机、无人驾驶插秧机、无人驾驶喷雾机可按设定的作业路线和运移路线自动完成田间作业和自动往返机库。采用无线自组网络和主从导航技术，无人驾驶收获机和运粮车可按停车卸粮和边收获边卸粮两种作业模式，实现水稻、小麦等作物收获的无人化协同作业。系统可达到的技术指标包括：直线导航精度：***，地头转向精度：10cm，主从纵向间距精度：10cm。

项目成果采用北斗卫星定位和MEMS惯性传感相结合，设计了卡尔曼滤波算法，实现了农机不同作业工况下的高精度连续稳定定位和测姿;设计了基于预瞄跟随的复合路径跟踪控制器，采用非线性状态观测器对决策期望轮角进行侧滑补偿，显著提高了水田农机路径跟踪精度。 与国内外同类技术相比，多传感器信息融合的农机导航定位技术的定位精度达到了国外同类技术的先进水平，但系统成本降低了1/3；农机导航的复合路径跟踪控制技术达到了国外同类技术的先进水平，优于国内同类技术。

华南农业大学罗锡文院士团队长期开展基于卫星定位的农业机械导航及自动作业技术的研究，突破了导航定位、路径跟踪、电液转向、电液提升、主从导航、车载终端和系统集成等多项关键技术，研制了农业机械导航及自动作业系统，有效提高了农机北斗连续定位测姿的稳定性和精确性，增强了农机自动导航作业系统对复杂田间工况的适应性，相关成果达到了国际先进水平。