Resumen

Las zonas montañosas necesitan un vehículo todoterreno con un alto grado de automatización para reducir la cantidad de mano de obra necesaria para transportar productos agrícolas y aumentar la productividad. En este artículo, se estudia un método de navegación integrado y adaptativo (que combina el sistema global de navegación por satélite (GNSS) y el sistema de navegación inercial (INS)) y una estrategia de control de seguimiento de trayectorias de vehículos todo terreno, teniendo en cuenta los problemas que plantean las frecuentes interrupciones del GNSS y los elevados requisitos de precisión del control automático en las zonas montañosas. Se diseña un filtro de Kalman indirecto (KF) para la fusión de información GNSS/INS. Se propone un método modificado para calcular el factor adaptativo del KF con el fin de suprimir eficazmente la divergencia del KF y se propone un método de juicio de umbral para abandonar la medición GNSS anormal con el fin de hacer frente a las interrupciones GNSS. Para lograr la conducción automatizada, se propone un controlador de red neuronal difusa de cinco capas, que toma la desviación lateral, la desviación de rumbo y la curvatura de la trayectoria como entrada y el ángulo de dirección como salida, para controlar con precisión el seguimiento autónomo de la trayectoria de navegación del vehículo. El sistema propuesto se evaluó mediante simulación y pruebas experimentales en una carretera de campo. Los resultados de la simulación mostraron que el algoritmo de fusión KF ajustado puede reducir eficazmente la desviación de una única medición GNSS y mejorar la precisión global. Los resultados de las pruebas mostraron que la desviación máxima de la trayectoria de desplazamiento real con respecto a la trayectoria esperada del vehículo en la dirección horizontal fue de 12,2 cm y la desviación media fue de 5,3 cm. Durante las interrupciones del GNSS debidas a obstáculos, la desviación máxima en la dirección horizontal fue de 12,7 cm y la desviación media de 6,1 cm. Los resultados muestran que el sistema de navegación integrado GNSS/INS diseñado y la estrategia de control de seguimiento de trayectoria pueden controlar un vehículo automáticamente mientras circula por una carretera de campo en una zona montañosa.

• Materias:Biotecnología Sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology sensors Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:gnss, vehículo, desviación media, camino de campo, dirección horizontal, desviación máxima, controlador de red neuronal difusa, sistema global de navegación por satélite, requisito de alta precisión de control automático, estrategia de control de seguimiento de trayectoria
• Keywords:gnss, vehicle, average deviation, field road, horizontal direction, maximum deviation, fuzzy neural network controller, global navigation satellite system, high automatic control precision requirement, path tracking control strategy