[发明专利]一种履带式联合收割机单点测向方法

说明书

本发明涉及一种履带式联合收割机单点测向方法，包括以下步骤：1)将GPS天线固定在联合收割机的几何中心；2)通过所述GPS记录所述联合收割机几何中心的当前时刻位置P₀和之前相邻3个时刻的位置P₁、P₂、P₃的平面坐标；3)按照P₃～P₀的变化趋势，采用三次样条插值法在采样点P₃～P₀之间插入扩展点Q_n～Q₀；4)预测下一个扩展点Q_e的位置；5)加权计算，得到联合收割机在当前时刻的航向角。本发明设计合理，便于应用，能够通过单天线低成本GPS准确测量联合收割的航向角，为导航提供状态参数，可充分满足联合收割机导航推广应用的需求。

技术领域

本发明涉及一种农业机械导航技术，尤其是一种适用于履带式联合收割机的自主导航技术，具体的说是一种履带式联合收割机单点测向方法。

背景技术

履带式联合收割机进行自主导航作业时，车辆的航向角是重要的导航参数，需要实时精确测量。目前通常采用高精度陀螺仪或者双天线的GPS实现航向角的测量。采用陀螺仪测量时，需要较高的安装精度，同时陀螺仪也容易受到电磁干扰，导致测量不精确。而双天线GPS价格昂贵，也不适合在农机导航领域全面推广。因此，需要设计一种测量准确、成本低廉的技术，满足联合收割机导航推广应用的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种履带式联合收割机单点测向方法，能够通过单天线低成本GPS准确测量联合收割的航向角，为导航提供状态参数，可充分满足联合收割机导航推广应用的需求。

本发明的技术方案是：

一种履带式联合收割机单点测向方法，包括以下步骤：

1)将GPS天线固定在联合收割机的几何中心；

2)通过所述GPS记录所述联合收割机几何中心的当前时刻位置P₀和之前相邻3个时刻的位置P₁、P₂、P₃的平面坐标；

3)按照P₃～P₀的变化趋势，采用三次样条插值法在采样点P₃～P₀之间插入扩展点Q_n～Q₀；

4)预测下一个扩展点Q_e的位置，方法为：

a.按照时间顺序，将所述4个采样点插入到扩展点中，形成车辆中心坐标的变化序列；

b.在上述中心坐标的变化序列中，从P₀开始向前取包含P₀在内的8个坐标；

c.对上述8个坐标按照时间先后顺序进行向前一次累加处理，生成1-AGO序列；

d.对1-AGO序列分别在xy方向上通过3次多项式拟合，得出每个方向上的变化曲线；

e.根据变化曲线，得出下一个扩展点Q_e的坐标；

5)将矢量Q₀P₀的航向角α和P₀Q_e的航向角β进行加权平均，即可得到联合收割机在当前时刻的航向角h。

进一步的，所述步骤3)中，任意两个采样点之间的扩展点数目N与车辆行驶速度v之间满足关系：N＝round(v/0.2)-1，其中，round(x)表示对x四舍五入取整。

进一步的，所述步骤5)中，所述α、β的权值分别为0.6和0.4，即，h＝0.6α+0.4β。