摘要
随着现代化进程的不断推进和精准农业理念的普及，农机自动驾驶导航技术已逐步成为支撑农业发展的核心技术。鉴于该应用背景本文设计并开发了一款农机自动驾驶系统。该系统以北斗定位技术为基础，通过深入分析农机自动驾驶系统的整体需求，结合嵌入式人机交互系统与硬件开发技术，拟实现对农机的智能化自动控制，拟满足我国农业规模化、精细化作业的迫切需求。 针对农机在复杂、不规则和有障碍地块作业中面临的路径规划问题，本文提出一种改进的鲸鱼优化算法，该算法融合了拉丁超立方体抽样、柯西变异、自适应权重及逐维小孔成像反向学习等多种策略，拟增强该智能算法的全局搜索能力，提高收敛精度和算法稳定性。经过不同基准测试函数进行寻优性能实验，改进的算法展现出比其他智能算法更优越的性能。对不规则有障碍农田地块路径规划仿真，路径覆盖重复率为3.32%。有效减少了转弯次数和轨迹重复率，为农机作业提供了更高效的路径规划方案。针对作业农田崎岖不平，严重影响农机循迹精度的问题，本文构建了一种简化的农机运动学模型，在此基础上设计模型预测控制器，通过自适应权重滚动优化和反馈矫正机制，增强了农机在崎岖复杂地形下的循迹精度。在崎岖路面上的仿真试验结果表明本文所提出的模型预测控制器比简单的循迹控制使农机有着更好的循迹精度，在一定条件下横向收敛误差在15%，具有一定的参考价值。
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