转动方向盘，大多数自动驾驶仪就自动脱开)。然而，即使在自动驾驶仪脱开时，在由方向盘的旋转所生成的手动转向命令被转换成液压转向阀的操作之前，可由自动驾驶仪来处理该手动转向命令。
[0023]转向轮可被转动直至其转向角度α达到机械极限。采用差动扭矩转向补偿的自动驾驶仪允许操作员手动转向比常规转向角度的机械极限所允许的弯更急的弯。当操作员将方向盘转动到超过常规转向极限时，自动驾驶仪向驱动轮施加扭矩以减慢转弯内侧的车轮(即，右转弯中的右轮)和/或加快转弯外侧的车轮。随着方向盘被转动为产生比实际转向角度更大的有效转向角度，所施加的差动扭矩的大小增加。
[0024]农用自动驾驶仪转向补偿系统包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器(例如GPS接收器)、传感器、致动器和处理单元。图2是这种拖拉机自动驾驶仪系统的框图。在图2中，处理器模块205包括微处理器、存储器、显示器和数字信号滤波器。滤波器可以由微处理器中的软件来实现。GNSS接收器210向处理器提供位置信息、速度信息和时间信息。传感器215可以包括前进方向传感器、轮角度传感器、轮转速计、惯性测量单元(IMU)和/或方向盘传感器。致动器220可包括转向致动器、轮扭矩致动器和制动器致动器。下面对图2所示的功能性框图进行更详细的描述。
[0025]处理器模块205从传感器和GNSS接收器210接收数据。处理器模块205借助数字滤波器处理该数据以估计拖拉机的状态，即，拖拉机的位置、速度、姿态等。处理器模块经由例如转向致动器、轮扭矩致动器和制动器致动器等朝向期望的路径引导拖拉机。处理器可以应用反馈算法来减小拖拉机的估计状态与期望状态之间的误差，应用前馈算法来计划未来的拖拉机轨迹，或应用反馈算法和前馈算法两者。
[0026]可以使用GNSS天线和接收器210来估计拖拉机的位置和速度。GNSS接收器可以利用差分校正(例如，广域增强系统(WAAS)校正)和/或使用实时动态定位技术。
[0027]传感器215可以包括惯性测量单元(MU)，该IMU提供前进方向以及俯仰角速度、侧倾角速度、横摆角速度。IMU的输出可以连同GNSS的输出一起经过卡尔曼滤波器，以便提供对拖拉机的状态的最佳估计。可利用电位计传感器来感测车轮的角度，或通过借助车轮及车辆的横摆角速度陀螺仪比较车轮与车辆的横摆角速度来感测车轮的角度。来自轮转速计的输出可用于检测车轮的滑移。
[0028]致动器220可以包括转动拖拉机中的方向盘的伺服电动机或者操作液压转向阀的致动器。制动器致动器独立地操纵拖拉机的各主驱动轮上的轮制动器。制动器是扭矩致动器的最简单的形式。当然，制动器只能减慢车轮的正向或反向旋转。
[0029]能够增大及减小扭矩的轮扭矩致动器的实例包括电动机/发电机。当电动机/发电机作为电动机来操作时，增大驱动轴上的扭矩；当电动机/发电机作为发电机来操作时，减小驱动轴上的扭矩。
[0030]图3是向拖拉机驱动轮提供差动扭矩的系统的示意图。在图3中，驱动轴305从发动机(未示出)向差速器齿轮箱310提供扭矩。来自差速器的扭矩然后被施加到车轮325和327上。制动器320和322以及可选的直流电动机/发电机315和317影响施加到车轮上的扭矩的大小。如果车轮325是拖拉机的右轮，则由制动器320施加的制动倾向于使拖拉机向右横摆。类似地，如果车轮327是拖拉机的左轮，则由经由电动机317增加的扭矩倾向于使拖拉机向右横摆。经由电动机317增加扭矩和经由电动机315减小扭矩增大了上述影响的大小。
[0031]当电动机/发电机从驱动轴减小扭矩时，其产生了电力。在配备有图3所示的电动机/发电机的车辆中，可通过将用作发电机的电动机/发电机的电输出连接至用作电动机的电动机/发电机的电输入，来将扭矩从一个车轮传递至另一个车轮。通过提供与车轮相连的各电动机/发电机之间的电连接，可从内侧车轮减小扭矩并将减下来的扭矩增加到外侧车轮。
[0032]由各独立的轮液压马达提供动力的拖拉机为差动扭矩驱动系统提供了附加的机会。自行式喷洒机例如使用多个独立的轮液压马达而免除了连续轴，并且因此具有高的离地间隙。可通过为每个轮液压马达设置独立的液压控制阀来对具有这类驱动系统的车辆作出改进。然后，自动驾驶仪控制液压阀致动器以便向每个车轮独立地施加扭矩。
[0033]图4示出了能够用最大实际转向角度跟随的路径和无法用最大实际转向角度跟随的路径。路径405表示采用常规转向能够实现的最急的转弯。通过从转弯内侧的车轮减小扭矩、通过向转弯外侧的车轮增加扭矩、或通过同时实施这两个操作，可以实现更急的转弯 410。
[0034]施加在拖拉机的驱动轮上的差动扭矩有效地引入了附加的转向致动器，自动驾驶仪可使用该附加的转向致动器来沿着期望的路径引导拖拉机。可以使用这种有效的转向致动器来增强或补偿常规的转向致动器，从而提高自动驾驶仪的性能。具有转向补偿的自动驾驶仪与不具有转向补偿的自动驾驶仪相比可以更精确地跟随期望的路径，并且可以更快地从偏离路径的状态恢复。差动扭矩还使得拖拉机能够作出急转弯，这特别对于进行行列端部处的掉头操作是有用的。
[0035]提供对所公开的实施例的上述说明以使得任何本领域技术人员能够制造或实施本发明。对这些实施例的各种变型对于本领域的技术人员来说是显而易见的，并且在不脱离本发明的范围的情况下，说明书中所限定的原理可以应用到其它实施例中。因此，本发明并不限制于所示出的实施例，而是与说明书中所公开的原理和新颖特征相符的最宽的保护范围相对应。
[0036]说明书中所描述的全部元件、部分和步骤是优选地包括的。应该理解，对于本领域技术人员来说，这些元件、部分和步骤中的任何一者均可被其他元件、部分和步骤所代替或者被一起删除。
[0037]整体上来说，本申请至少披露了一种用在牵引力丧失、过急弯、或者可移动车辆偏离指定路径的情况下的自动驾驶仪转向补偿装置或系统。
[0038]构思
[0039]本申请至少披露了以下构思:
[0040]构思1.一种农用自动驾驶仪，包括:
[0041]位置传感器、速度传感器和前进方向传感器；
[0042]多个转向致动器和多个驱动轮扭矩致动器；以及，
[0043]微处理器和存储器，所述微处理器和所述存储器:
[0044]使用由所述位置传感器、所述速度传感器和所述前进方向传感器提供的数据以及数字滤波器来估计车辆的状态，并且，
[0045]使用所述转向致动器和所述驱动轮扭矩致动器来朝向存储在所述存储器内的预编程路径引导所述车辆。
[0046]构思2.根据构思I所述的自动驾驶仪，其中，所述驱动轮扭矩致动器包括各自的驱动轮制动器。
[0047]构思3.根据构思I或2所述的自动驾驶仪，其中，所述驱动轮扭矩致动器包括各自的驱动轮电动机。
[0048]构思4.根据构思I或2所述的自动驾驶仪，其中，所述驱动轮扭矩致动器包括各自的驱动轮液压马达。
[0049]构思5.根据构思I至4中任一项所述的自动驾驶仪，其中，所述位置传感器和所述速度传感器包括全球导航卫星系统接收器。
[0050]构思6.根据构思I至5中任一项所述的自动驾驶仪，其中，所述微处理器采用控制所述驱动轮扭矩致动器的比例-积分-微分反馈回路。
[0051]构思7.—种沿着路径引导车辆的方法，包括:
[0052]提供自动驾驶仪系统，所述自动驾驶仪系统包括: