基于Bezier曲线优化的茶园拖拉机避障稳定控制方法

摘要：

针对茶园拖拉机(tractor in tea plantation,TTP)在作业时进行避障转弯极易发生侧翻、倾覆等安全问题,提出一种基于Bezier曲线优化的避障稳定路径控制方法.首先,从作业场景和运行稳定性两个方面进行运动学分析,系统分析了 TTP安全作业特点;然后,针对TTP设计了 一种避障路径规划系统方案及Bezier曲线路径优化控制方法,该方法拟合出的路径具有路径光滑、曲率连续、初末位置曲率相同等优点;最后,在CarSim仿真平台搭建TTP模型和坡道避障作业的环境模型,验证并分析横摆角速度、质心侧偏角两项重要的操稳性参数.结果表明:TTP在Bezier曲线拟合的避障路径控制方法下当运行速度小于转向极限速度时,运行稳定性良好,当转向速度超过极限速度的65.1％,其横摆角速度和质心侧偏角的超调量变化率分别达到了 50.3％和78.6％;同时在该避障控制方法下,随着坡度的增加,即使速度保证在极限速度以下,TTP稳定性也会进一步恶化;在极限坡度角范围内,坡度角增大10°,其横摆角速度和质心侧偏角的超调量变化率平均达到了 32.8％和14.5％.

关键词：茶园拖拉机、Bezier曲线优化、避障、路径优化、CarSim

所属期刊栏目：44

分类号：S219(农业动力、农村能源)

资助基金：国家重点研发计划2018YFB1600500

在线出版日期：2023-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：665-671,679