智能农机GNSS/INS组合导航系统设计

S24; 为提高自动导航农机的定位精度和可靠性,该研究设计了基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的智能农机组合导航系统,该系统根据来自INS的三轴姿态角速度、加速度信息以及高精度定位板卡的三轴位置、速度信息,采用松耦合模式,通过卡尔曼滤波对INS误差实时校正,解算出农机的精准位置、速度和姿态信息.为实现该组合导航系统,设计和制作了智能农机控制板,集成GNSS高精度解析板卡和惯性测量模块,并在控制板上实现组合导航算法.搭建了东风DF1004-2智能农机试...

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Published in农业工程学报 Vol. 37; no. 9; pp. 40 - 46
Main Authors 钟银, 薛梦琦, 袁洪良
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 同济大学电子与信息工程学院,上海 201804 01.05.2021
Subjects
松耦合
导航
GNSS/INS
卡尔曼滤波
农业机械
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2021.09.005

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Summary:S24; 为提高自动导航农机的定位精度和可靠性,该研究设计了基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的智能农机组合导航系统,该系统根据来自INS的三轴姿态角速度、加速度信息以及高精度定位板卡的三轴位置、速度信息,采用松耦合模式,通过卡尔曼滤波对INS误差实时校正,解算出农机的精准位置、速度和姿态信息.为实现该组合导航系统,设计和制作了智能农机控制板,集成GNSS高精度解析板卡和惯性测量模块,并在控制板上实现组合导航算法.搭建了东风DF1004-2智能农机试验平台,并在试验田中分别进行静止和直线行驶状态下的试验和单独GNSS导航与组合导航效果的对比.试验结果表明,在农机静止状态,两者性能接近,定位误差均在1 cm以内,姿态角误差均在0.1°以内;在农机以2 m/s的速度按照预设直线行驶时,单独GNSS导航位置误差在6 cm以内,姿态角误差在1°以内,GNSS/INS组合导航位置误差在3 cm以内,姿态角误差在0.5°以内,GNSS/INS组合导航精度明显的提升,可为高精度农机自动导航控制提供技术支持.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.09.005