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应用云模型的无人农业车辆遇障速度控制策略

范博文, 薛金林

范博文, 薛金林. 应用云模型的无人农业车辆遇障速度控制策略[J]. 华南农业大学学报, 2018, 39(4): 114-119. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2018.04.018
引用本文: 范博文, 薛金林. 应用云模型的无人农业车辆遇障速度控制策略[J]. 华南农业大学学报, 2018, 39(4): 114-119. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2018.04.018
FAN Bowen, XUE Jinlin. Velocity control strategy based on a cloud model for unmanned agricultural vehicle during obstacle crossing[J]. Journal of South China Agricultural University, 2018, 39(4): 114-119. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2018.04.018
Citation: FAN Bowen, XUE Jinlin. Velocity control strategy based on a cloud model for unmanned agricultural vehicle during obstacle crossing[J]. Journal of South China Agricultural University, 2018, 39(4): 114-119. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2018.04.018

应用云模型的无人农业车辆遇障速度控制策略

基金项目: 江苏省科技计划项目(SBK2015022003)
详细信息
    作者简介:

    范博文(1993—),男,硕士研究生,E-mail:fan541371233@163.com

    通讯作者:

    薛金林(1974—),男,教授,博士,E-mail: xuejinlin@njau.edu.cn

  • 中图分类号: S232.3

Velocity control strategy based on a cloud model for unmanned agricultural vehicle during obstacle crossing

  • 摘要:
    目的 

    提高遥控操作农业车辆的智能性与安全性。

    方法 

    提出一种新的无人农业车辆遇障后的速度控制方法。建立动态环境中无人车辆的碰撞预测模型,确定实时碰撞位置,依据专家经验与农业作业环境制定的云推理规则,建立速度控制策略,实现速度控制。

    结果 

    算法预测判断平均耗时0.170 1 s,无人车辆速度控制过程没有受到无威胁障碍物影响,且符合速度云推理规则。

    结论 

    该算法能够实现实时碰撞预测,具备抗干扰能力,满足实时性要求。

    Abstract:
    Objective 

    To improve the intelligence and safety of remote-operated agricultural vehicles.

    Method 

    A new method for unmanned agricultural vehicles during obstacle crossing was proposed. The collision prediction model of unmanned vehicles in dynamic environment was established, and the real-time collision location was determined. According to the cloud inference principle based on both experience of experts and agricultural operation environment, velocity control strategy was established to realize velocity control.

    Result 

    The algorithm took 0.170 1 s on average to make a prediction, the velocity control results of unmanned vehicles excluded the impact of non-threatening obstacles and accorded with the velocity cloud inference principle.

    Conclusion 

    The established algorithm is able to realize real-time collision prediction, possesses anti-disturbance ability, and satisfies real-time requirement.

  • 图  1   参数云标尺

    Figure  1.   Cloud ruler of parameters

    图  2   双条件处理器

    Figure  2.   Double-condition processor

    图  3   速度规则处理器

    Figure  3.   Velocity principle processor

    图  4   运动障碍物直线预测模型

    vr:障碍物速度;ar:障碍物加速度;θ:障碍物运动方向与X轴正向的夹角

    Figure  4.   Straightline prediction model of moving obstacles

    图  5   无人农业机器人车辆

    Figure  5.   Unmanned agricultural robot vehicle

    图  6   云发生器速度输出

    Figure  6.   Velocity output of cloud generator

    图  7   环境空间占用图

    Figure  7.   Occupation of environmental space

    图  8   速度输出

    图中曲线1、2分别表示云模型控制和碰撞预测–云模型控制的速度输出

    Figure  8.   Velocity output

    图  9   速度控制算法耗时

    Figure  9.   Time consumption of velocity control algorithm

    表  1   速度推理规则

    Table  1   Velocity inference principle

    危险等级(j) 距离等级(i)
    近(1) 较近(2) 一般(3) 较远(4) 远(5)
    低(1) 速度较慢 速度一般 速度一般 速度较快 速度快 
    较低(2) 速度较慢 速度较慢 速度一般 速度较快 速度快 
    一般(3) 速度零  速度较慢 速度一般 速度较快 速度较快
    较高(4) 速度零  速度较慢 速度较慢 速度一般 速度较快
    高(5) 速度零  速度零  速度较慢 速度一般 速度较快
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图(9)  /  表(1)
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-18
  • 网络出版日期:  2023-05-17
  • 刊出日期:  2018-07-09

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