张智刚 王桂民 罗锡文 何 杰 王 进 王 辉

(1.华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室， 广州 510642；2.雷沃重工股份有限公司， 潍坊 261200)

0 引言

智能化是农业机械(简称农机)的发展趋势，农机自动驾驶是农机智能化领域的研究热点[1-5]。轮角测量是实现农机自动驾驶的关键技术之一，转向轮角测量的结果直接影响自动驾驶控制精度和作业效果[6]。目前，常见的农机转向轮角测量方法包括位移式间接转角测量法、角度传感器直接测量法、四连杆式间接转角测量法以及陀螺仪间接测量法等[7-9]，可分为角度测量法和角速率测量法两类[6-10]。两类转角测量方法各有利弊，角度测量法直接或者间接获取农机转向轮角的信息，检测精度较高，但机械连接和传感器安装复杂；角速率测量法主要采用惯性传感器如陀螺仪等，间接获得转向轮的角速率，进而获得农机的转向轮角，检测精度受随机漂移、累计误差和外部干扰等影响较大，需进行优化处理，但传感器安装简单、工作寿命长、实际应用中不易损坏[11-12]。实际应用中，不论哪种测量方式都需要借助专用设备在转向轮左右摆角极限范围内进行标定，以期确定传感器和农机转向轮角之间的对应关系[13-14]。胡书鹏等[15]采用位移传感器和四连杆角度传感器获取拖拉机前轮转角，采用最小二乘拟合方法进行传感器标定，获得了传感器与拖拉机转向角的模型；缪存孝等[16]采用双天线和单轴MEMS陀螺采集拖拉机轮角信息，通过卡尔曼滤波器对陀螺计算的角度实时校正，获得了较好的应用效果。……