CN109470264A - 一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法和*** - Google Patents

一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法和***，该方法包括：S1、获取农机在自动导航***控制下，行驶每设定距离内的平均跟踪误差；S2若判断获知所述平均跟踪误差不大于设定的平均跟踪误差最大值，则将导向轮转到对中位置处时，偏转角度测量传感器的中位值作为标定结果；若判断获知所述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小所述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值，并返回S1。将平均跟踪误差作为导向轮偏转角度传感器标定效果的度评价方法，为导向轮偏转角度传感器自动标定效果评判提供了支撑。

Description

一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法和***
技术领域
本发明实施例涉及自动控制技术领域，更具体地，涉及一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法和***。
背景技术
农机自动导航是现代智能农业车辆的一个重要组成部分，有着广阔的发展前景。在自动喷洒农药肥料、收割作业、中耕除草、插秧耕作等许多方面有着广泛的用途。自动转向操控技术是实现农业机械自动导航的关键技术之一，也是农机自动导航的基础，自动转向操控技术是实现自动导航的基础，主要通过自动转向机构完成。自动转向机构通过自动转向控制***的作用不断调整前轮偏角来实现预定轨迹，而偏转角度测量传感器是自动转向控制***最基本的组成部分。
而偏转角度测量传感器中位值与导向轮转角0°值重合是实现农机自动导航***操控农机按照既定路线行驶的关键。目前，偏转角度测量传感器标定方法多由人工完成标定，存在标定步骤繁琐，标定效率低，标定精度不高等问题。
发明内容
本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法和***。
根据本发明的第一个方面，提供一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，包括：
S1、获取农机在自动导航***控制下，行驶每设定距离内的平均跟踪误差；
S2若判断获知所述平均跟踪误差不大于设定的平均跟踪误差最大值，则将导向轮转到对中位置处时，偏转角度测量传感器的中位值作为标定结果；
若判断获知所述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小所述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值，并返回S1。
根据本发明的第二个方面，提供一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定***，包括：
平均跟踪误差模块，用于获取农机在自动导航***控制下，行驶每设定距离内的平均跟踪误差；
自动标定模块，用于若判断获知所述平均跟踪误差不大于设定的平均跟踪误差最大值，则将导向轮转到对中位置处时，偏转角度测量传感器的中位值作为标定结果；
若判断获知所述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小所述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值，并发送指令至所述平均跟踪误差模块，重新获取设定距离内的平均跟踪误差。
本发明实施例提出一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法和***，将平均跟踪误差作为导向轮偏转角度传感器标定效果的度评价方法，为导向轮偏转角度传感器自动标定效果评判提供了支撑，对导向轮偏角对中自校准，可以提高自动化程度，降低标定难度，缩短自动导航***标定时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法框图；
图2为根据本发明实施例的导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法具体流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
偏转角度测量传感器中位值与导向轮转角0°值重合是实现农机自动导航***操控农机按照既定路线行驶的关键。在偏转角度测量传感器在安装与使用的过程中，受到某些因素影响，例如，偏转角度测量传感器安装误差、电子元器件的温漂与零漂等等，偏转角度测量传感器中位值与导向轮转角0°值不重合，从而严重影响导航精度。因此，需要对偏转角度测量传感器中位值与导向轮转角0°值的偏差值进行标定。目前，偏转角度测量传感器标定方法多由人工完成标定，存在标定步骤繁琐，标定效率低，标定精度不高等问题。
针对现有技术中的上述缺陷，本发明实施例提供了一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，如图1所示，包括：
S1、获取农机在自动导航***控制下，行驶每设定距离内的平均跟踪误差；
S2若判断获知上述平均跟踪误差不大于设定的平均跟踪误差最大值，则将导向轮转到对中位置处时，偏转角度测量传感器的中位值作为标定结果；
若判断获知上述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小上述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值，并返回S1。
在本实施例中，通过将平均跟踪误差作为导向轮偏转角度传感器标定效果的度评价方法，为导向轮偏转角度传感器自动标定效果评判提供了支撑，解决了因传感器安装误差、传感器零漂与温漂、角度传感器老化等导致导向轮偏转角度测量传感器中位不对中的问题，实现导向轮偏转角度测量传感器标定的自动化，简化标定步骤，提高标定效率，提高标定精度。
在本实施例中，还需要设定平均跟踪误差最大值Emax；设定标定次数最大值Imax；标定次数计数标志i清零，其中标定次数为农机行驶设定距离的次数，在自动导航控制***下每行驶设定距离，则标定次数i加1。
在上述实施例的基础上，如图2所示，在步骤S1前，还包括：
获取导向轮左转到极限位置处时，对应偏转角度测量传感器的左极限值；
获取导向轮右转到极限位置处时，对应偏转角度测量传感器的右极限值；
获取导向轮转到对中位置处时，对应偏转角度测量传感器的中位值。
在本实施例中，导向轮左转到极限位置，记录应偏转角度测量传感器左极限值α；导向轮右转到极限位置，记录应偏转角度测量传感器右极限值β；导向轮转到近乎对中位置，记录应偏转角度测量传感器中位值γ。在形式过程中，记录随导向轮转动情况下，对应偏转角度测量传感器的转动情况，为后续具体进行校准提供实际数据支撑。
在上述各实施例的基础上，在步骤S1中，行驶每设定距离内的平均跟踪误差，具体包括：
通过自动导航***控制农机每行驶设定距离d，则标定次数的计数标识i加1；对设定距离d内的自动导航效果进行评价，获得自动导航***的平均跟踪误差。
获取农机从开始运动到实际位置的时间段内，自动导航***每次位置命令与农机实际位置的差值，求取所有差值的平均值，得到自动导航***的平均跟踪误差。
在本实施例中，对设定距离d内自动导航***效果进行评价，判断设定距离d内自动导航***平均跟踪误差e是否大于设定的平均跟踪误差最大值Emax。若为否，则将偏转角度测量传感器中位值γ作为标定结果，提示标定成功，结束标定。
在上述各实施例的基础上，在步骤S2中，则根据导向轮转到对中位置时偏转角度测量传感器的中位值减小上述偏转角度测量传感器的测量范围，具体包括：
若判断获知上述平均跟踪误差小于零，则将偏转角度测量传感器的中位值作为偏转角度测量传感器的左极限值，并根据偏转角度测量传感器的左极限值和偏转角度测量传感器的右极限值的平均值更新偏转角度测量传感器的中位值；
若判断获知上述平均跟踪误差不小于零，则将偏转角度测量传感器的中位值作为偏转角度测量传感器的右极限值，并根据偏转角度测量传感器的左极限值和偏转角度测量传感器的右极限值的平均值更新偏转角度测量传感器的中位值。
如图2所示，判断农机自动导航***平均跟踪误差e是否小于0；若为是，计算偏转角度测量传感器中位值γ与偏转角度测量传感器左极限值α的平均值作为偏转角度测量传感器中位值γ，并将偏转角度测量传感器左极限值α赋值为偏转角度测量传感器中位值γ，即令α＝γ后，γ＝(α+γ)/2；若为否，计算偏转角度测量传感器中位值γ与偏转角度测量传感器右极限值β的平均值作为偏转角度测量传感器中位值γ，并将偏转角度测量传感器右极限值β赋值为偏转角度测量传感器中位值γ，即令β＝γ后，γ＝(β+γ)/2。通过偏转角度测量传感器中位值γ不断调整偏转角度测量传感器的测量范围，以逐渐逼近中位值的真实位置，为导向轮偏转角度测量传感器自动标定提供了算法支撑。
在上述各实施例的基础上，在步骤S2中，并返回S1前还包括：
判断标定次数的计数标识i是否大于标定次数最大值，若是，标定失败，结束标定。
本实施例中还提供了一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定***，基于上式各实施例的导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，包括：
平均跟踪误差模块，用于获取农机在自动导航***控制下，行驶每设定距离内的平均跟踪误差；
自动标定模块，用于若判断获知上述平均跟踪误差不大于设定的平均跟踪误差最大值，则将导向轮转到对中位置处时，偏转角度测量传感器的中位值作为标定结果；
若判断获知上述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小上述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值，并发送指令至上述平均跟踪误差模块，重新获取设定距离内的平均跟踪误差。
在本实施例中，通过将平均跟踪误差作为导向轮偏转角度传感器标定效果的度评价方法，为导向轮偏转角度传感器自动标定效果评判提供了支撑，解决了因传感器安装误差、传感器零漂与温漂、角度传感器老化等导致导向轮偏转角度测量传感器中位不对中的问题，实现导向轮偏转角度测量传感器标定的自动化，简化标定步骤，提高标定效率，提高标定精度。
在上述各实施例的基础上，还包括：
传感器记录模块，用于获取导向轮左转到极限位置处时，对应偏转角度测量传感器的左极限值；获取导向轮右转到极限位置处时，对应偏转角度测量传感器的右极限值；获取导向轮转到对中位置处时，对应偏转角度测量传感器的中位值。
在上述各实施例的基础上，上述平均跟踪误差模块包括计数模块，上述计数模块用于每行驶设定距离d，则标定次数的计数标识i加1。
在上述各实施例的基础上，上述自动标定模块包括中位值更新单元和循环单元；
上述中位值更新单元，用于若判断获知上述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小上述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值；通过偏转角度测量传感器中位值γ不断调整偏转角度测量传感器的测量范围，以逐渐逼近中位值的真实位置，为导向轮偏转角度测量传感器自动标定提供了算法支撑。
上述循环单元，用于在偏转角度测量传感器的中位值有更新时，判断标定次数的计数标识i是否大于标定次数最大值，若是，标定失败，结束标定，若否，则发送指令至上述平均跟踪误差模块，重新获取设定距离内的平均跟踪误差。
综上所述，本发明实施例提出一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法和***，将平均跟踪误差作为导向轮偏转角度传感器标定效果的度评价方法，为导向轮偏转角度传感器自动标定效果评判提供了支撑，对导向轮偏角对中自校准，可以提高自动化程度，降低标定难度，缩短自动导航***标定时间。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，其特征在于，包括：
S1、获取农机在自动导航***控制下，行驶每设定距离内的平均跟踪误差；
S2若判断获知所述平均跟踪误差不大于设定的平均跟踪误差最大值，则将导向轮转到对中位置处时，偏转角度测量传感器的中位值作为标定结果；
若判断获知所述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小所述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值，并返回S1。
2.根据权利要求1所述的导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，其特征在于，在步骤S1前，还包括：
获取导向轮左转到极限位置处时，对应偏转角度测量传感器的左极限值；
获取导向轮右转到极限位置处时，对应偏转角度测量传感器的右极限值；
获取导向轮转到对中位置处时，对应偏转角度测量传感器的中位值。
3.根据权利要求2所述的导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，其特征在于，在步骤S2中，则根据导向轮转到对中位置时偏转角度测量传感器的中位值减小所述偏转角度测量传感器的测量范围，具体包括：
若判断获知所述平均跟踪误差小于零，则将偏转角度测量传感器的中位值作为偏转角度测量传感器的左极限值，并根据偏转角度测量传感器的左极限值和偏转角度测量传感器的右极限值的平均值更新偏转角度测量传感器的中位值；
若判断获知所述平均跟踪误差不小于零，则将偏转角度测量传感器的中位值作为偏转角度测量传感器的右极限值，并根据偏转角度测量传感器的左极限值和偏转角度测量传感器的右极限值的平均值更新偏转角度测量传感器的中位值。
4.根据权利要求1所述的导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，其特征在于，在步骤S1中，行驶每设定距离内的平均跟踪误差，具体包括：
通过自动导航***控制农机每行驶设定距离d，则标定次数的计数标识i加1；对设定距离d内的自动导航效果进行评价，获得自动导航***的平均跟踪误差。
5.根据权利要求4所述的导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，其特征在于，获得自动导航***的平均跟踪误差，具体包括：
获取农机从开始运动到实际位置的时间段内，自动导航***每次位置命令与农机实际位置的差值，求取所有差值的平均值，得到自动导航***的平均跟踪误差。
6.根据权利要求4所述的导向轮偏转角度测量传感器自动标定方法，其特征在于，在步骤S2中，并返回S1前还包括：
判断标定次数的计数标识i是否大于标定次数最大值，若是，标定失败，结束标定。
7.一种导向轮偏转角度测量传感器自动标定***，其特征在于，包括：
平均跟踪误差模块，用于获取农机在自动导航***控制下，行驶每设定距离内的平均跟踪误差；
自动标定模块，用于若判断获知所述平均跟踪误差不大于设定的平均跟踪误差最大值，则将导向轮转到对中位置处时，偏转角度测量传感器的中位值作为标定结果；
若判断获知所述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小所述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值，并发送指令至所述平均跟踪误差模块，重新获取设定距离内的平均跟踪误差。
8.根据权利要求7所述的导向轮偏转角度测量传感器自动标定***，其特征在于，还包括：
传感器记录模块，用于获取导向轮左转到极限位置处时，对应偏转角度测量传感器的左极限值；获取导向轮右转到极限位置处时，对应偏转角度测量传感器的右极限值；获取导向轮转到对中位置处时，对应偏转角度测量传感器的中位值。
9.根据权利要求7所述的导向轮偏转角度测量传感器自动标定***，其特征在于，所述平均跟踪误差模块包括计数模块，所述计数模块用于每行驶设定距离d，则标定次数的计数标识i加1。
10.根据权利要求9所述的导向轮偏转角度测量传感器自动标定***，其特征在于，所述自动标定模块包括中位值更新单元和循环单元；
所述中位值更新单元，用于若判断获知所述平均跟踪误差大于设定的平均跟踪误差最大值，则根据偏转角度测量传感器的中位值减小所述偏转角度测量传感器的测量范围，根据测量范围的中间值更新偏转角度测量传感器的中位值；
所述循环单元，用于在偏转角度测量传感器的中位值有更新时，判断标定次数的计数标识i是否大于标定次数最大值，若是，标定失败，结束标定，若否，则发送指令至所述平均跟踪误差模块，重新获取设定距离内的平均跟踪误差。
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