轮式拖拉机的转弯控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及轮式拖拉机技术领域，具体涉及一种轮式拖拉机的转弯控制方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 轮式拖拉机是拖拉机的一类，适于大农场配带宽幅农具进行农田作业，而就轮式 拖拉机而言，转弯半径是指当转向盘转到极限位置时，以最低稳定车速转向行驶时，外侧转 向轮的中心在支承平面上滚过的轨迹圆半径，即为转弯半径。对于轮式拖拉机而言，转弯半 径指标不仅表征转向性能，更影响到拖拉机田间作业过程中所采用的转弯模式；在国外农 机厂商提供的拖拉机产品参数中，转弯半径是转向系统的标准参数之一。
[0003] 现有技术中，规定了汽车转弯直径测定的试验方法，其具体是通过在前外轮和后 内轮胎面中心的上方，在车体离转向中心最远点和最近点垂直地面方向，安装行驶轨迹显 示装置；汽车以低速行驶，方向盘转到极限位置，保持不动，待车速稳定后起动显示装置，使 各测点分别在地面上显示出封闭的运动轨迹；用钢卷尺测量各测点在地面上形成的轨迹圆 直径；目前，尚无针对轮式拖拉机转弯半径的方法及装置。
[0004] 而如果采用现有技术中的方法确定轮式拖拉机的转弯半径并对轮式拖拉机进行 转弯控制，发明人发现存在以下问题：采用如喷水针等行驶轨迹显示装置的显示精度直接 影响转弯直径的测量精度，很难确定钢卷尺所测量的地面上两个测点连线，从而应该转弯 直径的测量精度，国产轮式拖拉机多采用非对称转向油缸，导致左右两侧的转弯半径不同， 但厂商极少提供左、右转弯半径指标参数；上述问题都会影响最终对轮式拖拉机进行转弯 控制的精确度。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种轮式拖拉机的转弯控制方法及装置，实现快速、准确地输出轮 式拖拉机转弯半径的测定结果，有效的解决了现有技术中的转弯半径测定方法中存在的技 术手段粗陋、测量精度低等问题，进而有效的提高了对轮式拖拉机的转弯的控制精度。
[0006] 本发明是的一方面是为了提供一种轮式拖拉机的转弯控制方法，包括：
[0007] 获取轮式拖拉机匀速行驶至少一圆周所形成的轨迹圆上的若干个点的点坐标，所 述轨迹圆是由所述轮式拖拉机的方向盘旋转至预设位置保持不动后行驶形成的；
[0008] 利用圆拟合方法对所述若干个点的点坐标进行拟合计算，确定所述轮式拖拉机行 驶的轨迹圆半径R。；
[0009] 根据所述轮式拖拉机两侧前轮的前轮间距Ltw和所述轨迹圆半径R。，确定所述轮 式拖拉机行驶的前外轮转弯半径
[0010] 根据所述转弯半径馬+1对所述轮式拖拉机进行转弯控制。
[0011] 如上所述的轮式拖拉机的转弯控制方法，所述预设位置为所述轮式拖拉机的方向 盘顺时针旋转所至的极限位置，或者逆时针旋转所至的极限位置；
[0012] 相应的，根据所述轮式拖拉机行驶的轨迹圆的转弯半径确定所述轮式拖拉机的最 小转弯半径。
[0013] 如上所述的轮式拖拉机的转弯控制方法，所述圆拟合方法为最小二乘法，通过最 小二乘法对所述若干个点的点坐标进行拟合计算，确定所述轮式拖拉机行驶的轨迹圆半径 R。，具体包括：
[0014]根据所述若干个点的点坐标（Xi，Yi)ie(1，2...N)，获得以下参数：
[0015] A = ΣΧχ,
[0016] Β = ΣΥ"
[0017]C= Σ(乂凡），
[0018] D=Ν·ΣΧι2-(ΣΧι)2,
[0019]Ε=Ν·ΣΥι2-(ΣΥι)2,
[0020]F=Ν·ΣΧχ .Υι-ΣΧι .ΣΥχ,
[0021]G= Ν·ΣΧ/+Ν · ΣΧ^^-Σ (Χ^+Υ,2) · ΣΧχ,
[0022]Η= Ν·ΣΥ/+Ν · ΣΧ^-Σ (Χ^+Υ,2) · ΣΥι；
[0023] 根据x2+y2+ax+by+c= 0 确定中间变量a、b和c，其中χeXi，yeYi:
[0024]
，其中N为正整数；
[0025] 根据
确定所述轨迹圆半径。
[0026] 如上所述的轮式拖拉机的转弯控制方法，所述确定所述轮式拖拉机行驶的转弯半 径之后，还包括：
[0027] 获取所述轮式拖拉机的左侧或右侧的前轮轮轴与后轮轮轴的轴间距Lb，并根据所 述轴间距Lb与所述转弯半径R的角度关系???ηδ=_-^_，获得所述轮式拖拉机行驶的前轮转角
[0028] 如上所述的轮式拖拉机的转弯控制方法，还包括：
[0029] 获取转角传感器安装在所述轮式拖拉机前轮的安装预设角度δ。， 0δδmax；
[0030] 根据前侧内轮的所述前轮间距Ltw和所述转弯半径R的角度关系
获得所述前侧内轮的转角
[0031] 根据前侧外轮的所述前轮间距Ltw和所述转弯半径R的角度关系
获得所述前侧外轮的转角
[0032] 若将所述转角传感器安装于所述前侧内轮上，则根据所述前侧内轮的转角
>口所述安装预设角度S。，获得所述转角传感器的安装偏差角度△δ= 5 c_ δ η；
[0033] 若将所述转角传感器安装于所述前侧外轮上，根据所述前侧外轮的转角 和所述安装预设角度S。，获得所述转角传感器的安装偏差角度△δ= ? 〇-?W；
[0034] 根据所述转角传感器的安装偏差角度，确定所述转角传感器的安装角度。
[0035] 本发明是的另一方面是为了提供一种轮式拖拉机的转弯控制装置，包括：设置 于轮式拖拉机上的处理模块以及设置于轮式拖拉机前轮轮轴中心处的全球卫星导航系统 GNSS定位模块；
[0036] 所述GNSS定位模块，用于获取轮式拖拉机匀速行驶至少一圆周所形成的轨迹圆 上的若干个点的点坐标，所述轨迹圆是由所述轮式拖拉机的方向盘旋转至预设位置保持不 动后行驶形成的；
[0037] 所述处理模块，用于利用圆拟合方法对获取的若干个点的点坐标进行拟合计算， 确定所述轮式拖拉机行驶的轨迹圆半径私;并根据所述轮式拖拉机的两侧前轮的前轮间距 Ltw和轨迹圆半径R。，确定所述轮式拖拉机行驶的前外轮转弯半径，并根据所述 转弯半径+%对所述轮式拖拉机进行转弯控制。 2
[0038] 如上所述的轮式拖拉机的转弯控制装置，所述处理模块，还用于：
[0039] 在所述预设位置为所述轮式拖拉机的方向盘顺时针旋转所至的极限位置，或者逆 时针旋转所至的极限位置的情况下，根据所述轮式拖拉机行驶的轨迹圆的转弯半径确定所 述轮式拖拉机的最小转弯半径。
[0040] 如上所述的轮式拖拉机的转弯控制装置，所述处理模块，还用于：
[0041] 在圆拟合方法设置为最小二乘法时，通过最小二乘法对所述若干个点的点坐标进 行拟合计算，确定所述轮式拖拉机行驶的轨迹圆半径私;具体用于：
[0042] 根据所述轨迹圆的若干个点的点坐标（\，t)ie(1，2...N)，获得以下参数：
[0043] A=ΣΧχ,
[0044] Β=ΣΥχ,
[0045]C =Σ(乂凡），
[0046]D =Ν·ΣΧι2-(ΣΧι)2,
[0047]Ε =Ν·ΣΥι2-(ΣΥι)2,
[0048]F =Ν·ΣΧχ.Υι-ΣΧι.ΣΥχ,
[0052]I，其中N为正整数；
[0049] G=N·ΣΧ/+Ν·ΣΧ^^-Σ(X^+Y^ ·ΣΧχ,[0050] Η=Ν·ΣΥ/+Ν·ΣΧ^-Σ(Χ^+Υ,2) ·ΣΥι；[0051] v+Kv+r* =Π7??&τΗrbIr!Πp中xGX-，yGY-:
[0053] 并根据
>确定所述轨迹圆半径。
[0054] 如上所述的轮式拖拉机的转弯控制装置，所述处理模块，还用于：
[0055] 在确定所述轮式拖拉机行驶的转弯半径之后，获取所述轮式拖拉机的左侧或右侧 的前轮轮轴与后轮轮轴的轴间距Lb，并根据所述轴间距Lb与所述转弯半径R的角度关系
获得所述轮式拖拉机行驶的前轮转角
[0056] 如上所述的轮式拖拉机的转弯控制装置，所述处理模块，还用于：
[0057] 获取转角传感器安装在所述轮式拖拉机前轮的安装预设角度δ。，0δδmax；
[0058] 根据前侧内轮的所述前轮间距Ltw和所述转弯半径R的角度关系
获得所述前侧内轮的转角
[0059] 根据前侧外轮的所述前轮间距Ltw和所述转弯半径R的角度关系
获得所述前侧外轮的转#
[0060] 若将所述转角传感器安装于所述前侧内轮上，则根据所述前侧内轮的转角
=和所述安装预设角度S。，获得所述转角传感器的安装偏差角度△δ= 5 c_ δ η；
[0061] 若将所述转角传感器安装于所述前侧外轮上，根据所述前侧外轮的转角
和所述安装预设角度S。，获得所述转角传感器的安装偏差角度△δ= δ-δ;
[0062] 根据所述转角传感器的安装偏差角度，确定所述转角传感器的安装角度。
[0063] 本发明提供的轮式拖拉机的转弯控制方法及装置，通过获取轨迹圆上的若干个点 的点坐标，并利用圆拟合方