尹建军，余承超，贺 坤，刘继展

（江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室，江苏 镇江 212013）

1 引言

轮式自动导引车（Automated Guided Vehicle，AGV）适应于现代农业发展要求，逐渐应用于对靶喷药、物资搬运、果实采摘套袋、农作物信息收集等方面[1-2]。AGV作为果实采摘机器人的载体，其自主导航行走系统利用携带的传感器得到自身在作业环境中的位姿并实现导航运行，系统的稳定性将直接影响整个果实采摘环节。然而，目前国内有关采摘机器人自主导航行走系统的设计研究，无法满足实际采收作业环境的要求。因此，稳定可靠的自主导航行走系统具有重要的科学研究意义。

移动机器人作为典型的非线性系统，难以建立精准的数学模型，以单磁导引横向偏差和两次采样周期计算得到的AGV与磁条相对角度偏差作为模糊控制器输入，结合人类驾驶车辆经验制定规则库，得到AGV速度与导向角控制输出。自动导航系统采用的核心导航算法，根据机器人应用的传感器种类，主要包括[3-6]：图像处理、航位推算、模糊逻辑、神经网络、与遗传算法以及卡尔曼滤波器。考虑自主设计农业轮式AGV 采用航姿参考系统、磁导航传感器、后轮交流伺服电机编码器等传感器探测方法，结合常用数据融合方法优缺点，选用无迹卡尔曼滤波器（UKF）进行多传感器信息融合的AGV位姿定位方法。并通过试验验证算法的有效性。

2 四轮转向AGV运动学建模

自主设计的AGV为四轮转向后轮差速驱动形式，左、右前轮转角采用一个交流伺服电动机与一个伺服电动推杆实现左、右前轮转角独立控制，后轮采用两步进电动机实现两后轮独立转向并使用两交流伺服电动机作为行驶驱动。……