水稻直播机自主驾驶系统设计研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。水稻直播机自主驾驶系统设计研究　　摘要：水稻直播机，逐步取代了传统人工的手动播种方式，是水稻种植史上的一场技术革命。目前，加强水稻直播机的自主驾驶系统研究，是实现水稻直播机的自主驾驶、精准播种以及变量施肥的关键技术。本论文以水稻直播机自主驾驶系统为基本出发点，对其自主驾驶系统进行了精确的研究和设计，以保证直播机的自主驾驶系统能够有效满足水田播种精度的要求。　　

2、关键词：水稻直播机；自主驾驶；系统设计；播种　　DOI：//　　近年，水稻直播机在一些大规模的农场，实现了广泛的应用。水稻直播机主要是利用机械将刚破胸的水稻种子直接播种在水田中，与传统的手工水稻播�N相比，水稻直播机不仅节省了人力、时间，还具有很大的优势：定行、直行和宽行，使得直播稻与移栽稻生长环境处在相似的状态下，以达到高产、稳产的目的。　　1水稻直播机自主驾驶系统功能结构　　水稻直播机自主驾驶系统主要包括七个重要的部分，即：ARM控制器模块、CAN总线驱动电机模块、油门电动推杆模块、北斗GNSS接受机模块、角度传感器模块、倾角传感

3、器模块、平板人机交互模块。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　ARM控制器模块：主要用来满足对导航控制算法的预算量，以及信号的提取速度，以实现对直播机各路信号的采集，并将其进行精确的运算，然后并将其发送给执行

4、机构。　　CAN总线驱动电机模块：是自主驾驶系统的执行机构，主要是在接到控制器模块发出的指令后，按照其具体的要求，实现方向盘轴转动，以满足水田直播过程中转向的要求。　　油门电动推杆模块：是自主驾驶系统中速度控制的主要模块，通过油门电动推杆的最大推力和拉力，以达到速度控制的目的。　　北斗GNSS接受机模块：主要是通过天线接收GPS卫星信号对电台发出的信号，以实现在水稻直播过程中的高精度定位，之后再通过串口将信息发送给控制器。　　角度传感器模块：在测量过程中，轴通过连杆机构和拖拉机转向相连，然后通过信号发送转向的方式，将转向信息送到农机的

5、实时位置。　　倾角传感器模块：主要是在水稻直播机自主驾驶系统中，通过34ms的时间进行采样，并将采样信息通过信号发送器，将其传递给自主驾驶系统的控制点，然后得到农机的仰俯角和横滚角。　　平板人机交互模块：在水稻直播机自主驾驶系统中，主要是通过对农机参数的初始信息、作业操作管理、作业监控和现实等信息进行设定，然后通过控制器和蓝牙将实时信息进行交互。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确

6、保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　2水稻直播机自主驾驶软件结构　　在水稻直播机自主驾驶系统的系统功能结构设计基础上，还必须要加强水稻直播机自主驾驶软件结构设计。因为水稻直播机自主驾驶软件结构，以及各项参数的设定，如：角度传感器安装的处置、天线安装精确尺寸，从而实现水稻直播机自动驾驶的精确度。　　3水稻直播机自主驾驶计算法　　在对水稻直播机自主驾驶功能结构，以及自主驾驶软件结构的基础上，还必须要通

7、过自主驾驶计算的方式，以实现水稻直播机在播种过程中的精确度。　　农机前轮转角跟踪计算方法　　为保证水稻直播机在工作中精准度，必须要对其是否能快速、稳定响应轨迹跟踪进行计算。在具体计算过程中，首先在水稻直播机原来的方向盘上安装了一套减速机构，并且由控制器发出的CAN信号实现对电机转速进行控制。在具体的控制过程中，主要是通过1：10的比例，将减速比转到方向盘上，并且再经由方向盘带动农机转向机构，以实现直播机车轮的转向。接着，这种转向信息又会被直播机上安装的角度传感器获得，之后再将信号发送给控制器。　　轨迹跟踪计算法为了充分发挥“教学点数字

8、教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校