(整理)农业机械自动驾驶系统模板

农机自动驾驶标准一、术语和定义1.农机自动驾驶系统：一种应用于农业机械的自动化控制系统，可以感知周围环境，规划行驶路径，控制机械动作，实现部分或全部自动驾驶功能。

2.农机自动驾驶安全防护：指为了防止农机自动驾驶系统出现故障或异常情况，而采取的一系列保障措施，包括硬件备份、软件冗余、故障预警等。

3.农机自动驾驶数据管理与处理：指对农机自动驾驶系统采集、存储、处理、传输和展示的数据进行管理和处理的过程。

4.农机自动驾驶测试与评估：指对农机自动驾驶系统进行测试和评估，包括功能测试、性能测试、安全性评估等。

5.农机自动驾驶系统维护与升级：指为了保持农机自动驾驶系统的正常运行，对其进行日常维护、定期检查、软件升级等操作。

6.农机自动驾驶系统验收：指在农机自动驾驶系统建设或改造完成后，对其进行验收，确保系统符合相关标准和用户需求。

7.农机自动驾驶系统操作人员：指负责操作农机自动驾驶系统的人员，需具备一定的技能和知识。

8.农机自动驾驶系统使用：指在农业生产过程中使用农机自动驾驶系统，提高生产效率和降低劳动成本。

9.农机自动驾驶系统环境保护：指在设计和使用农机自动驾驶系统时，考虑其对环境的影响，采取相应的环保措施。

二、农机自动驾驶系统要求1.系统应具备感知周围环境的能力，包括地形、障碍物、天气等信息。

2.系统应具备规划行驶路径的能力，根据农业生产需求和地形特点，制定合理的行驶路径。

3.系统应具备控制机械动作的能力，根据规划的行驶路径和控制指令，自动控制机械的行驶、作业等动作。

4.系统应具备部分或全部自动驾驶功能，减轻人工操作负担，提高生产效率。

5.系统应具备良好的兼容性和可扩展性，适应不同的农业机械类型和型号。

6.系统应具备高可靠性和稳定性，保证长时间连续正常运行。

7.系统应具备易用性和可维护性，方便操作人员使用和维护。

三、农机自动驾驶安全防护要求1.系统应具备硬件备份和软件冗余功能，确保在部分组件发生故障时仍能保持安全行驶。

**智能农机自动驾驶关键技术及应用分析**在科技的田野上，智能农机如同一位精准而不知疲倦的园丁，用其自动驾驶技术耕耘着现代农业的未来。

这项技术不仅提高了农作物的产量和质量，还极大地减轻了农民的劳动强度。

然而，智能农机自动驾驶的关键技术和应用仍然是一个值得深入探讨的话题。

首先，让我们来剖析智能农机自动驾驶的“大脑”——导航系统。

这个系统就如同农机的眼睛和指南针，它能够精确地感知周围环境，规划出最优的作业路径。

目前，主流的导航系统包括全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)以及机器视觉等。

这些系统各司其职，共同确保农机在广阔的田野中不迷失方向。

其次，控制算法则是智能农机自动驾驶的“心脏”。

它负责根据导航系统提供的信息，实时调整农机的运动状态。

一个好的控制算法就像是一位经验丰富的老农，能够应对各种复杂情况，确保农机稳定、高效地完成作业任务。

目前，常用的控制算法有PID控制、模糊控制以及神经网络控制等。

再来说说智能农机自动驾驶的“手脚”——执行机构。

这些机构就像是农机的四肢，负责将控制算法的决策转化为实际的动作。

常见的执行机构包括液压系统、电机以及各种传感器等。

它们需要与控制算法紧密配合，才能确保农机动作的准确性和稳定性。

当然，智能农机自动驾驶的应用也是五花八门。

从土地整理到播种、施肥、收割等环节，都可以看到它的身影。

而且随着技术的不断进步，智能农机的应用场景还在不断拓展。

例如，通过搭载多光谱相机和气象传感器等设备，智能农机可以实现对农作物生长状况的实时监测和管理。

然而，尽管智能农机自动驾驶技术取得了显著的进步，但我们也应该看到其中存在的问题和挑战。

比如，如何进一步提高导航系统的精度和可靠性？如何优化控制算法以适应更复杂的作业环境？如何降低智能农机的成本以促进其广泛应用？这些问题都需要我们进行深入的思考和研究。

总的来说，智能农机自动驾驶技术是现代农业发展的重要推动力。

它以其独特的优势改变着传统的农业生产方式，为农业现代化注入了新的活力。

农机自动驾驶解决方案
《农机自动驾驶解决方案》
在现代农业中，农机的使用已经成为提高生产效率和减少人力成本的重要手段。

然而，随着科技的发展，农机自动驾驶技术已经成为农业生产的一个热门话题。

自动驾驶技术可以使农机在不需要人工操控的情况下完成农田的作业，大大提高了农业生产效率和质量。

农机自动驾驶解决方案需要结合多种技术来实现。

传感器技术是其中非常重要的一部分，通过不同类型的传感器可以实现对农田、作物和周围环境的实时监测，从而使农机能够根据实时数据做出相应的决策。

同时，人工智能和机器学习技术也可以使农机学习和适应不同的农田环境，提高农机的智能化水平。

农机自动驾驶解决方案还需要考虑到农业生产的实际情况和需求。

比如，在不同的作业环境下，农机需要进行不同的作业，因此自动驾驶系统需要能够根据需求进行灵活的调整。

而且，在农机自动驾驶作业过程中，需要对安全性进行全面考虑，确保农机能够安全地进行作业而不会对周围环境和人员造成危险。

农机自动驾驶解决方案的推广和应用将对农业生产带来革命性的影响。

首先，自动驾驶农机可以大大减少农业生产中的人力成本，提高生产效率。

其次，自动驾驶农机可以根据实时数据做出更为准确的决策，提高作业的质量和产量。

最后，农机自动驾驶技术还可以减少农业生产中的环境污染，提高可持续发展水平。

总而言之，《农机自动驾驶解决方案》将成为农业生产中的重要趋势，将为农业生产带来巨大的改变和提升。

随着技术的不断发展和成熟，我们有理由相信农机自动驾驶技术将成为农业生产的重要工具，并为人类提供更为丰富和安全的农产品。

农机自动驾驶原理English:The principle of automatic driving in agricultural machinery is based on the integration of advanced technologies such as GPS, sensors, and precision control systems. GPS technology is used to determine the current location of the agricultural machinery, while sensors detect obstacles and monitor the working environment. The precision control system enables the machinery to navigate and perform tasks with high accuracy and efficiency. By combining these technologies, the agricultural machinery is able to autonomously drive, perform field operations such as plowing, seeding, and harvesting, and optimize routes for maximum productivity. The automatic driving system not only reduces the manual labor required for operating the machinery but also ensures consistent and precise task execution, leading to improved productivity and yield in agricultural operations.中文翻译:农机自动驾驶的原理基于GPS、传感器和精密控制系统等先进技术的整合。

>>应用案例pplication caseA农机导航自动驾驶系统的组成和分析摘　要：目前农机导航自动驾驶系统已在播种、起垄、喷药、收获等农田作业中广泛应用。

本文针对以电动方向盘式农机导航自动驾驶系统为研究对象，介绍了系统的基本组成和工作原理，就测姿、转向角检测、转向控制器三方面进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴，从而更好地促进农机自动驾驶技术的发展。

关键词：农机导航；农机自动驾驶；北斗导航引言精准农业（Precision Agriculture）是一种基于信息和知识管理的现代农业生产系统，旨在合理利用农业资源、提高作物产量、降低生产成本、减少环境污染、提高经济效益，而农机导航自动驾驶系统是实现精准农业的重要环节。

近些年，农机自动驾驶系统呈现飞速发展的态势。

自动驾驶系统中集中使用了全球定位系统(GNSS)、自动控制系统、智能控制系统、遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）等先进技术。

安装自动驾驶系统的农机，不仅可以使农机按照规定路线规划自动驾驶，实现精准对行作业，而且降低了农机驾驶人员的工作强度、减小了驾驶人员的驾驶难度。

在分秒必争的农忙时节，7×24小时不间断作业的自动驾驶农机可以产生显著的效益。

农机导航自动驾驶系统一般由GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）卫星天线收卫星信息，通过RTK（Real-time kinematic, 载波相位差分）技术，达到±2.5cm 的定位精度，确定车辆所在位置，部分自动驾驶系统会结合INS （Inertial Navigation System，惯性导航系统）数据，确认车辆姿态，与控制器规划的路径对比，借此确定农机的横向偏差；通过角度传感器配件，获得农机的航向角数据。

以上数据经过控制器的解算，得到期望前轮转角；最后将此数据实时反馈到执行机构上，自动驾驶系统会使农机车辆进入并按照期望路径行驶。

基于STM32的农机自动驾驶设计发布时间：2022-05-05T09:11:27.365Z 来源：《中国建设信息化》2022年2期作者：蔡宇翔[导读] 农业在国民经济中占有重要的地位，蔡宇翔台州科技职业学院浙江台州 318020摘要：农业在国民经济中占有重要的地位，如何通过现代科技手段提升农业产出是当前现代农业面临的主要问题。

本文介绍了一种基于STM32F407的单轨运输车自动驾驶系统设计，通过S1216F8-BD模块实现多种卫星定位功能，以GA6-B模块与用户之间收发功能，提高了山地运输车的运转效率，降低了农民的劳动成本。

结果表明使用该系统可以实现有轨农机的自动驾驶，能够提高农业特别是山地水果采摘的劳动效率。

关键字：农业；STM32；单轨运输车；自动驾驶0 引言我国是农业大国，随着我国经济技术的不断发展，如何提高农民的劳动就业效率，提升农作物的产出是摆在现代农业面前的一个问题。

单轨道式山地运输车（如图1所示）是一种以柴油机为动力的运输牵引设备。

通过铺设在山地、平原上的轨道，可以如火车头般带动货舱进行农产品的搬运和输送，具有占地面积小、传输方便等特点，能够缓解山地农产品的搬运难问题。

目前山地运输车主要通过有人驾驶来实现，由于柴油机在运输过程中会产生晃动，在运输量较大时具有一定的危险性，因此迫切需要改造成无人驾驶的形式。

山地运输车动力简单，挡位操控方便，随着导航系统的精度的不断提升以及通信系统的不断完善，采用无人驾驶的模式逐渐变得可能。

图1 单轨式山地运输车本文主要以单轨式山地运输车为对象，探讨并实现了一种由STM32F407为控制核心的自动驾驶系统设计，配合S1216F8-BD北斗导航定位模块，GA6-B模块，实现山地车在轨道上的呼叫、定位、自动驾驶功能。

1系统组成整个系统主要由主控芯片、定位、信息收发、连杆进退控制、控制调度算法等模块组成。

控制核心采用STM32F407单片机，该单片机是意法半导体公司基于ARM公司的Cortex-M内核设计的32位微控制系统，具有192KB SRAM、1024KB FLASH、6个串口、112个通用IO 口，它具有高性能、低功耗、低成本的特点，广泛应用在嵌入式设备中，能够完全满足本任务的设计需求。

农业机械行业无人驾驶农机具研发方案第1章研发背景与意义 (3)1.1 农业机械行业发展现状 (3)1.2 无人驾驶农机具的市场需求 (3)第2章技术路线与研发目标 (4)2.1 技术路线概述 (4)2.2 研发目标 (4)2.3 技术难点与解决方案 (5)第3章无人驾驶农机具系统设计 (5)3.1 系统架构设计 (5)3.1.1 感知层 (5)3.1.2 控制层 (5)3.1.3 应用层 (6)3.2 关键模块功能设计 (6)3.2.1 环境感知模块 (6)3.2.2 驱动控制模块 (6)3.2.3 导航控制模块 (6)3.2.4 任务调度模块 (7)3.2.5 监控模块 (7)第四章感知与避障技术 (7)4.1 感知系统设计 (7)4.1.1 概述 (7)4.1.2 感知设备选型 (7)4.1.3 感知数据处理 (7)4.2 避障算法研究 (8)4.2.1 避障算法概述 (8)4.2.2 算法框架 (8)4.2.3 算法优化 (8)4.3 感知与避障系统集成 (8)4.3.1 系统架构 (8)4.3.2 系统集成与调试 (8)4.3.3 系统功能评估 (8)第5章导航与定位技术 (9)5.1 导航系统设计 (9)5.1.1 系统概述 (9)5.1.2 系统组成 (9)5.1.3 系统功能 (9)5.2 定位算法研究 (9)5.2.1 卡尔曼滤波算法 (9)5.2.2 滑模控制算法 (9)5.2.3 神经网络算法 (10)5.3 导航与定位系统优化 (10)5.3.2 软件优化 (10)5.3.3 系统抗干扰能力提升 (10)第6章控制系统研发 (10)6.1 控制策略设计 (10)6.1.1 控制目标 (10)6.1.2 控制策略 (10)6.2 控制算法研究 (11)6.2.1 导航算法 (11)6.2.2 速度控制算法 (11)6.2.3 转向控制算法 (11)6.3 控制系统实现与调试 (11)6.3.1 硬件系统实现 (11)6.3.2 软件系统实现 (11)6.3.3 系统调试 (11)6.3.4 实地试验 (11)第7章通信系统设计 (11)7.1 通信协议研究 (12)7.1.1 通信协议概述 (12)7.1.2 通信协议选择 (12)7.2 通信模块选型与设计 (12)7.2.1 通信模块选型 (12)7.2.2 通信模块设计 (12)7.3 通信系统功能优化 (12)7.3.1 信号增强技术 (12)7.3.2 网络优化技术 (13)7.3.3 安全功能提升 (13)第8章农机具适配与集成 (13)8.1 农机具选型与适配 (13)8.1.1 农机具类型分析 (13)8.1.2 农机具功能要求 (13)8.1.3 农机具选型原则 (13)8.1.4 农机具适配方案 (13)8.2 无人驾驶农机具集成 (14)8.2.1 集成方案设计 (14)8.2.2 集成关键技术 (14)8.2.3 集成实施方案 (14)8.3 适配与集成测试 (14)8.3.1 测试目标 (15)8.3.2 测试内容 (15)8.3.3 测试方法与步骤 (15)第9章系统功能评估与优化 (15)9.1 功能指标体系构建 (15)9.1.1 作业精度 (15)9.1.3 系统稳定性 (15)9.1.4 安全性 (15)9.1.5 用户满意度 (16)9.2 功能评估方法研究 (16)9.2.1 实验法 (16)9.2.2 模拟法 (16)9.2.3 用户调查法 (16)9.2.4 综合评价法 (16)9.3 系统优化策略 (16)9.3.1 提高作业精度 (16)9.3.2 提高作业效率 (16)9.3.3 增强系统稳定性 (16)9.3.4 提高安全性 (17)9.3.5 提升用户满意度 (17)第10章应用示范与推广 (17)10.1 应用场景选择与示范 (17)10.1.1 选择原则 (17)10.1.2 示范区域 (17)10.1.3 示范效果评价 (17)10.2 推广策略研究 (17)10.2.1 政策支持 (17)10.2.2 技术培训与宣传 (18)10.2.3 产业链协同发展 (18)10.3 市场前景分析展望 (18)10.3.1 市场需求 (18)10.3.2 市场竞争 (18)10.3.3 发展趋势 (18)第1章研发背景与意义1.1 农业机械行业发展现状我国农业现代化的推进，农业机械行业得到了快速发展。

自动无人驾驶控制系统第一章设计目的及意义经过我国人们多年的奋斗，现在已经逐渐奔向小康生活,交通工具也在不断地更新。

自行车是一种发明比较早的交通工具，自行车行驶的速度大约是步行速度的四倍，自行车出现不久就有了摩托车、电动车等，速度相比较提高了很多。

后来又发明了汽车，汽车渐渐得替代了自行车和摩托车等交通工具，有了汽车之后，人们又想发明生产让我们更加便利的交通工具，只有交通工具性能更好、功能更齐全才能给我们的生活带来更多的方便。

物联网和互联网技术的迅速发展也推动了汽车的智能化技术发展，因为智能汽车要车联网，所以物联网和互联网的发展给智能汽车创造了一定条件，促进它的迅速发展，使智能汽车的驾驶得更加精确，速度更快，且汽车的安全性能也得到了很大的提高。

自动无人驾驶汽车，实质上就是比普通汽车多装载了计算机控制系统使汽车在没有人驾驶也能够自动驾驶的汽车。

自动无人驾驶汽车采用了360度全方位监控、北斗卫星导航系统、图像识别技术、人工智能技术和传感器识别技术，在计算机系统的控制下实现自动无人驾驶。

1.1 无人驾驶系统设计目的设计一款更加符合现代社会需求的自动无人驾驶汽车，它具有以下其他汽车不具备的优点，本次设计的一款自动无人驾驶汽车的优势有以下两点：（1）更安全、更舒适。

就目前来说,无论是发达国家还是发展中国家道路上车辆的数目总体呈现明显上升趋势,造成交通安全形势非常严峻,据报道,在美国每年会发生大约600万次交通事故,在这600万次交通事故中,由于人的主观原因,操作错误造成的交通事故占94%,造成了约35000人死亡,经济损失2306亿美元。

那么,为了减少这样的事情发生，唯一的方法，我们要制造出功能更齐全的交通工具（不用驾驶员驾驶的汽车），它可以大大减少醉酒驾驶、疲劳驾驶和分心驾驶造成的交通事故。

自动无人驾驶汽车有一个能够自动导航的模块。

它对车辆起着关键作用：无论在何种道路上行驶，智能汽车都能获得连续不断且准确的车辆位置信息。

汽车自动驾驶系统 姓名: 学号: 班级： 数据采集与模糊控制在自动驾驶汽车的应用 摘要： 自动驾驶汽车是指安装汽车自动驾驶技术的汽车.汽车自动驾驶技术包括可视屏摄像头，雷达传感器，激光雷达，车速传感器，转向角传感器，油门开度传感器和车载计算机等。自动驾驶汽车使用视屏摄像头，雷达传感器，以及激光雷达来了解周围的交通状况,并通过一个详细的地图(通过有人驾驶汽车采集的地图）对前方的道路进行导航.汽车的车速，转向角，油门开度等物理量经相应传感器转化成电信号，摄像头拍摄汽车前方图像并转换成视屏信号，扫描时激光雷达检测汽车下部前方障碍物并转化成电信号，由数据采集器件采集并传至控制器（车载计算机）,可以准确的判断车与障碍物自建的距离，如果遇到紧急情况，车载计算机能够及时的发出警报或者自动刹车进行避让，并且根据道路的状况自己调节行车的速度，实现对汽车速度的自动控制。

针对车辆动力学控制系统所具有的强非线性特点提出了基于机器视觉的车辆自动驾驶模糊控制方案。 采用车辆系统动力学模型, 通过模糊控制规则的量化划分对车辆在道路上的运动进行了仿真。仿真的结果显示, 本方案可以很好地解决空旷道路上的车辆自动驾驶问题, 并且该控制方法可以保证车辆快速准确地在道路上安全高速行驶， 具有很好的鲁棒性.此外，还可以基于模糊逻辑和滑模控

制理论设计一种车辆纵向和横向运动综合控制系统.该控制系统通过对前轮转向角度、发动机节气门开度、制动液压及主动横摆力矩进行协调控制, 使车辆能够以期望速度在理想道路轨迹上行驶, 并提高车辆在行驶过程中的操纵稳定性。

关键字： 车辆自动驾驶 机器视觉 模糊控制规则 模糊逻辑 滑膜控制 仿真 数据采集

引言: 模糊控制是上个世纪诞生的一种基于语义规则的人工智能，是以模糊集合理论为基础的一种新兴控制手段，它是模糊集合理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。随着时代的发展,科技的创新,模糊理论在控制领域取得了广泛的应用。自动驾驶便是其中一个重要的应用对象。 汽车是现代的主要交通工具，自动驾驶系统是交通体系中最重要的部分之一,一方面它可以推动在机器人自主导航方面的研究进程,在航天和水下机器人的应用中起到重要的作用；另一方面这种技术在未来的智能交通系统中的运用既可以避免驾驶员因判断和交通失误而引起的交通事故，提高交通系统效率，又可以最终实现无人驾驶.汽车自动驾驶是一个比较复杂的问题,难以建立精确的数学模型,如果采用模糊控制器，通过一些不精确的观察，执行一些不精确的控制，这个问题就容易解决。

农机自动驾驶行业研究报告摘要一、农机自动驾驶的定义、分类与技术原理（一）农机自动驾驶的定义农机自动驾驶基于北斗导航定位、物联网信息采集、农机农艺融合等底层技术，是一套通过自动控制算法控制农业机械按规划路径实现自动化作业的系统。

通过推广应用农机自动驾驶系统，可有效降低农机手的劳动强度，提高农机的作业效率和作业质量，并实现农机作业成本的降低。

（二）农机自动驾驶的分类按控制方式划分，农机自动驾驶系统可分为电动方向盘式和液压转向式两大类型。

目前，在我国的农机行业推广实践中，几乎皆为电动方向盘式。

主要是由于液压转向式的改装比较复杂，成本高，特别是对农机本体的液压系统清洁度要求苛刻。

对应地，电动方向盘式的改装简单，成本也低。

（三）农机自动驾驶的技术原理农机自动驾驶系统包含三个核心元素：物理部件、智能部件和联接部件。

物理部件主要承担执行器的功能。

例如，电动方向盘式系统是将电动方向盘固定在农业机械的方向盘安装轴上，在接收到控制信号后，电机输出扭矩驱动方向盘安装轴转动，从而实现转向、控制行走路径等功能。

液压转向式系统则将电磁液压阀安装在控制农机转向的液压油路上，在接收到控制信号后，电磁阀通过移动液压阀芯实现相关功能。

智能部件主要承担信息采集、人机交互、智能运算等功能。

例如，安装在农机上部的智能接收机，内置北斗导航定位模块，为算法输入农机的实时位置信息；安装在农机前部的陀螺仪角度传感器，为算法输入农机的速度、方向等信息，并在北斗导航定位信号不佳时提供离线计算冗余；安装在农机内部的智能导航终端，通过人机交互界面为算法输入任务信息。

最终，算法在综合各方面的输入信息后进行运算，并驱动物理部件自动执行指令。

联接部件主要承担信息传输功能。

例如，农机自动驾驶系统各部件通过Can-Bus总线进行互联和信息交换，智能接收机一般还内置了SIM卡，可以向农机厂家或自动驾驶系统生产商定时传输农机生产数据，包括行驶轨迹、作业面积、发动机载荷、故障报警、油箱余量等。