一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法

本发明属于智能农业机械，具体涉及一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法。

背景技术：

1、无人驾驶农机在湿滑的泥浆和硬底层高低起伏不平的农田环境中，容易造成农机直线行驶精度下降，导致作业效果降低。目前无人驾驶农机通常是人为设定固定速度作业，或者人为干预调节作业速度，而有经验的农机驾驶员一般在遇到起伏不平的农田区域，通常自主决策降速通过坑洼区域，保证作业质量，在平坦区域，加快作业速度，提高作业效率。

2、中国发明专利cn202011598475.7 提出了一种适用于无人驾驶农机的行进速度调控方法及系统，通过判断农机的作业负荷大小，自动调节稳定农机作业速度；中国发明专利cn201811075147.1 提出了一种农机无人化智慧控制系统及其控制方法，设计了可以电控化的调试装置和方法；然而，所述发明方案仅实现了无人农机的速度可控功能，无人农机依旧不能自主决策并调节作业速度。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，方法基于人工驾驶经验，设计无人农机依据自身姿态等信息，自主决策目标作业速度，既可提高坑洼区域的直线精度，也可以提高平坦区域的作业效率。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，包括以下步骤：

4、s1、采集无人驾驶农机运动状态数据，筛选影响无人驾驶农机作业速度的因变量，建立目标作业速度训练样本；

5、s2、建立无人驾驶农机目标作业速度的高斯过程回归预测模型；

6、s3、训练目标作业速度的高斯过程回归预测模型；

7、s4、训练时对高斯过程回归预测结果评价与检验，获得训练完成的高斯过程回归预测模型；

8、s5、获取无人驾驶农机测试数据样本，采用高斯过程回归预测模型获得相应的无人驾驶农机预测速度，以此预测速度的均值作为目标决策速度；

9、s6、根据获得目标决策速度，自动调节无人驾驶农机的作业速度。

10、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

11、1、本发明以无人驾驶农机位姿感知装置获取的农机运动过程中高程差、横滚角和横向位置偏差、航向偏差等信息，对无人农机作业速度进行预测，进而自主决策并调节作业速度，保障作业质量的同时提高作业效率；该方法适应性较强，能有效提高了无人驾驶农机的智能化程度和适用性。

技术特征：

1.一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，步骤s1中，筛选影响无人驾驶农机作业速度的因变量具体为：

3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，根据公式（1），以影响无人驾驶农机目标作业速度v最显著的4个因素：高程差、横滚角、横向位置偏差以及航向角，组成4维输入向量m：

4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，步骤s2具体为：

5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，步骤s3具体为：

6.根据权利要求5所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，步骤s31具体为：

7.根据权利要求6所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，步骤s32具体为：

8.根据权利要求4所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，步骤s4中，高斯过程回归预测结果评价具体采用平均绝对误差mae对样本的预测值与真实值偏差进行判定：

9.根据权利要求1所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，步骤s5具体为：

10.根据权利要求9所述的一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，其特征在于，步骤s6具体为：

技术总结
本发明公开了一种无人驾驶农机作业速度自主决策方法，包括以下步骤：S1、采集农机运动状态数据，筛选影响农机作业速度的因变量，建立目标作业速度训练样本；S2、建立农机目标作业速度的高斯过程回归预测模型；S3、训练目标作业速度的高斯过程回归预测模型；S4、训练时对高斯过程回归预测结果评价与检验，获得训练完成预测模型；S5、获取农机测试数据样本，采用高斯过程回归预测模型获得相应的无人驾驶农机预测速度，以此预测速度的均值作为目标决策速度；S6、根据获得目标决策速度，自动调节无人驾驶农机的作业速度。本发明方法实现无人驾驶农机自主根据农田地形起伏情况决策并调节作业速度，保障作业质量的同时提高作业效率。

技术研发人员：何杰,汪沛,胡炼,黄培奎,李明锦,黄钰峰,丁帅奇,曾思晓
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12