对差速转向机器人车辆进行果园行尾地头转向路径规划研究,通过车辆运动分析,建立车辆运动学模型;进行U型地头转向和K型地头转向的路径生成与分析;采用层次分析法对生成路径优化选择,确定行尾地头转向路径;针对U型地头转向和K型地头转向进行实验验证。对于最佳生成路径对应的实测路径,U型地头转向时方向偏角与横向偏移均值为15.0°,13.7 cm,K型地头转向时方向偏角与横向偏移均值为13.7°,13.9 cm。光雷达机器人车辆地头转向路径规划电机控制面下位机驱动电机驱动电机电源上位机激光雷达传感器图1差速转向机器人车辆标志杆L籽D2籽1图2行尾地头宽度测定示意度D大小选择不同的转向方式，路径规划-张家港数控滚圆机电动液压滚弧机价格低电动滚圆机多少钱进行行尾地头转向路径规划。建立车辆运动学模型，对其在地头转向过程中运动情况作出假设:1)转向时车速较低，车辆质心在转向过程中不变，忽略瞬时质心偏移和整车转动惯量的影响。2)仅考虑轮胎接地段地面变形阻力和转向阻力的影响，且两侧车轮轮胎的地面变形阻力相同。差速转向机器人车辆模型如图3所示，车辆质心C处坐标为(XC，YC)，位姿向量P=(XC，YC，θ)T。本文有张家港市泰宇机械有限公司全自动滚圆机采集网络整理 http://www.gunyuanji.com  根据运动学知识可得其运动学方程为?C兹图3机器人车辆模型将式(1)进一步整理为?2)式中ωl，ωr分别为车辆左、右两侧车轮角速度;θ为车辆方向角;d为车辆轮距;rω为车轮半径。2行尾地头转向路径生成与分析本文以种植行距为1．5m的主干形密植桃园为例开展行尾地头转向路径规划研究，树高不超过2m，树冠半径在1m以内。通过实验得知，当地头宽度D超过1m时，机器人车辆有相对宽阔的空间以U型转向方式进行地头转向;当地头宽度D小于1m时，地头空间较窄，机器人车辆通过三点地头转向，即K型转向。本文以地头宽度1m为界限，对果树地头宽度充足(D树高不超过2m，树冠半径在1m以内。通过实验得知，当地头宽度D超过1m时，机器人车辆有相对宽阔的空间以U型转向方式进行地头转向;当地头宽度D小于1m时，地头空间较窄，机器人车辆通过三点地头转向，即K型转向。本文以地头宽度1m为界限，对果树地头宽度充足(D＞1m)情况和地头宽度不足(D＜1m)情况分别进行行尾地头转向路径研究。通过式(2)可以生成地头转向路径，且生成的路径纯粹与左右两侧车轮角速度有关。因此，机器人车辆采用角速度控制模式，即通过改变车轮角速度ωr，ωl大小控制路径形状。图4为生成的任意地头转向路径。对于差速转向车辆，理论上可以实现原地转向，但实际上会出现较大的滑移。为了减少滑移，同时考虑到机器人车辆最大设计车速，对其地头转向时的左、右两轮角速度进行限定，即左右两轮最小角速度不低于0．5rad/s，最大角速度不高于5rad/路径规划-张家港数控滚圆机电动液压滚弧机价格低电动滚圆机多少钱地头宽度/m行距/m路径1路径2路径3路径4路径5图4地头转向路径图5(a)为地头宽度充足情况下机器人车辆U型地头转向的生成路径，路径1、路径2、路径3的右侧车轮角速度分别为3，4．25，5rad/s，左侧车轮角速度分别为1．5，2，2rad/s。图5(b)为地头宽度不足情况下机器人车辆K型地头转向的生成路径。每条路径都由前进转向、后退转向和再前进转向三个转向过程组成。路径4、路径5、路径6前进转向时右侧车轮角速度分别路径规划-张家港数控滚圆机电动液压滚弧机价格低电动滚圆机多少钱本文有张家港市泰宇机械有限公司全自动滚圆机采集网络整理 http://www.gunyuanji.com