基于粒子群算法改進的輪式收獲機純追蹤模型路徑跟蹤研究

摘 要： 為滿足輪式收獲機地頭收獲路徑跟蹤精度要求，提出了一種基于粒子群改進的帶有預測特性的純追蹤路徑跟蹤算法。建立了輪式收獲機運動學模型，推導了基于輪式收獲機運動學模型的純追蹤路徑跟蹤算法。以收獲機航向誤差和橫向誤差為基礎，構建了帶有預測特性的隸屬度函數，采用權重系數自適應方法，通過粒子群優化（PSO）算法，實現了實時動態確定最優前視距離。以玉米收獲機為試驗平臺，開展了直線路徑跟蹤路面試驗與“8”字曲線路徑跟蹤路面試驗。試驗結果表明，在速度1.5 m/s 時，直線路徑跟蹤的最大橫向誤差4.39 cm，最大航向誤差2.31°；在速度1 m/s 時，曲線路徑跟蹤的最大橫向誤差5.24 cm，最大航向誤差2.41°。改進的路徑跟蹤算法對直線路徑及曲線路徑都具有良好的路徑跟蹤效果，滿足輪式收獲機田間作業要求。

關鍵詞：路徑跟蹤；純追蹤算法；粒子群算法；動態前視視距；輪式收獲機

中圖分類號：S225 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2023）07-0105-08

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.07.015