农机微波多普勒车速传感器试验研究

[目的]精准测量拖拉机的实际行驶速度对于精量播种、变量播种、施肥、喷药至关重要,我国测速手段主要是通过GNSS和地轮测速,但GNSS价格高、阴雨天信号精度低,且需要差分来保证高精度;而地轮由于拖拉机作业环境原因存在着滑转率.[方法]课题组研究设计了一种基于微波多普勒效应的车速雷达传感器,分析了系统结构、工作原理及软硬件设计,基于VB6.0平台开发了微波雷达测速程序和GNSS接收轨迹图程序,运用阿尔泰USB3200便携式数据采集卡采集数据,采用FFT算法对采集的数据进行优化,并以麦赛福格森1204型拖拉机为试验对象,在水泥路面进行了拖拉机平均速度在3.05 km/h、5.18 km/h、7.11 km/h时的GNSS与多普勒雷达测速对比试验,在黑龙江八一农垦大学试验田进行了多次田间测速试验.[结果]在水泥路面试验中,测速绝对误差最大值为0.27 km/h,相对误差最大值为3.85％,相对误差平均值为1.98％;在田间试验中,测速绝对误差最大值为0.12 km/h,相对误差最大值为3.82％,相对误差平均值为3.01％,该测速方式效果精准,满足农业机械作业的基本要求.[结论]1)该系统实现了对拖拉机测速的监测功能,为后续提升测速精度打下了良好的基础;2)微波多普勒车速雷达仍需进一步改善,应研制一款适用于作业各环节的速度传感器,优化频率算法,达到较好的稳定性和精准测速的目的.