摘要:針對水田中存在的壕溝、田埂,、石塊,、電線桿等障礙物使得插秧機無法保證作業(yè)連續(xù)性和插秧直線性等問題,設(shè)計了基于優(yōu)化人工勢場法的插秧機繞障路徑規(guī)劃策略,。通過增加插秧機實時位置與目標(biāo)作業(yè)點的相對距離作為判斷條件來動態(tài)改變勢場大小,,同時設(shè)立了虛擬局部目標(biāo)點來彌補傳統(tǒng)人工勢場法目標(biāo)點不可達和局部最小點的算法缺陷;將插秧機簡化為二輪車模型,,建立插秧機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,,得出插秧機速度、行駛航向角和前輪轉(zhuǎn)角表達式,,以橫向偏差與航向偏差作為評判路徑優(yōu)化效果的因素,。轉(zhuǎn)向控制器以復(fù)合模糊PID算法控制插秧機的轉(zhuǎn)角,不斷減小理想前輪轉(zhuǎn)角與實際轉(zhuǎn)角的偏差,,實現(xiàn)轉(zhuǎn)角最優(yōu)化,;采用超聲波傳感器實時檢測道路障礙物并結(jié)合RTK-GPS實時更新位置坐標(biāo),,設(shè)計出插秧機繞障轉(zhuǎn)向控制策略。通過Matlab對優(yōu)化的人工勢場法的避障路徑控制策略進行仿真,,仿真結(jié)果表明,,當(dāng)障礙物不在影響范圍內(nèi),插秧機直線追蹤的最大橫向位置偏差為5cm,平均偏差約為2cm,,最大避障橫向偏差小于0.5m,,優(yōu)化后的算法具有較好的控制精度,可避免目標(biāo)點不可達的問題,?;谘篑RVP6E插秧機作為實驗平臺進行了實車實驗,實驗結(jié)果表明,,當(dāng)插秧機以速度0.5,、1.0、1.5m/s行駛時,,左側(cè)繞障的最大橫向偏差均不大于1.2218m,,航向偏差最大值為30.1491°,繞障前后直線追蹤的平均橫向偏差為0.025m,,平均航向偏差為3.12°,;右側(cè)繞障的最大橫向偏差均不大于1.2459m,航向偏差最大值為25.2294°,,繞障前后直線追蹤的平均橫向偏差為0.023m,,平均航向偏差為3.36°,所設(shè)計的避障方法可滿足插秧機在農(nóng)藝作業(yè)過程中的避障要求,,具有很好的可行性與魯棒性,。