张闻宇，张智刚，罗锡文，何 杰，胡 炼，岳斌斌

（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）

0 引言

为缓解农业劳动力短缺，降低农业劳动强度，全过程、全天候的无人化农场将成为未来农业的重要发展方向[1]。农业装备智能导航控制技术是无人农场的关键之一[2-6]，近年来研究者针对旱田[7-10]、水田[11-12]、鱼塘[13]等农业装备的智能控制技术进行了大量研究，同时研究了卫星[14-17]、激光雷达[18-19]或视觉[20-22]定位导航方法，取得良好的控制效果，但多数研究主要针对单机的自主控制。在无人农场收获环节中，由于收获机粮仓有限，需要收获机与运粮车的协同配合。其中将收获机的粮食转运到运粮车需要实现精准自主卸粮，研究收获机和运粮车相对位置协同控制方法对于实现无人农场全程自主收获具有重要意义。

国内外研究者对相对位置协同控制方法进行了相关研究。日本的Noguchi等[23]设计了基于Follow algorithm和滑模变控制方法的主从农机协同作业控制方法，速度设置在0.5～1.5 m/s之间，仿真试验结果表明双机协同的相对位置均方根误差为0.106 m。Zhang等[24]出于安全考虑设计了主从协同的控制算法，该算法包含状态反馈和扰动前馈的PD控制逻辑，构建了主从农机导航系统，田间协同导航试验结果表明，从机路径跟踪误差大多数时间在0.1 m以内。Zhang等[25]针对田间协同作业导航性对位置误差控制，设计了PD控制器，速度为0.83 m/s时，协同导航试验表明两机的相对位置平均偏差为0.13 m，方差为0.15 m。……