摘要:針對(duì)水田中存在的壕溝、田埂,、石塊,、電線桿等障礙物使得插秧機(jī)無(wú)法保證作業(yè)連續(xù)性和插秧直線性等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于優(yōu)化人工勢(shì)場(chǎng)法的插秧機(jī)繞障路徑規(guī)劃策略,。通過(guò)增加插秧機(jī)實(shí)時(shí)位置與目標(biāo)作業(yè)點(diǎn)的相對(duì)距離作為判斷條件來(lái)動(dòng)態(tài)改變勢(shì)場(chǎng)大小,,同時(shí)設(shè)立了虛擬局部目標(biāo)點(diǎn)來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法目標(biāo)點(diǎn)不可達(dá)和局部最小點(diǎn)的算法缺陷;將插秧機(jī)簡(jiǎn)化為二輪車模型,,建立插秧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,,得出插秧機(jī)速度、行駛航向角和前輪轉(zhuǎn)角表達(dá)式,,以橫向偏差與航向偏差作為評(píng)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(jī)的轉(zhuǎn)角,不斷減小理想前輪轉(zhuǎn)角與實(shí)際轉(zhuǎn)角的偏差,,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角最優(yōu)化,;采用超聲波傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)道路障礙物并結(jié)合RTK-GPS實(shí)時(shí)更新位置坐標(biāo),設(shè)計(jì)出插秧機(jī)繞障轉(zhuǎn)向控制策略,。通過(guò)Matlab對(duì)優(yōu)化的人工勢(shì)場(chǎng)法的避障路徑控制策略進(jìn)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(jī)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(diǎn)不可達(dá)的問(wèn)題,。基于洋馬VP6E插秧機(jī)作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)車實(shí)驗(yàn),,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,當(dāng)插秧機(jī)以速度0.5、1.0,、1.5m/s行駛時(shí),,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(jì)的避障方法可滿足插秧機(jī)在農(nóng)藝作業(yè)過(guò)程中的避障要求,,具有很好的可行性與魯棒性,。