北斗農(nóng)機自動導(dǎo)航駕駛控制系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及農(nóng)機導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及北斗農(nóng)機自動導(dǎo)航駕駛控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

20世紀90年代以來，“精確農(nóng)業(yè)”技術(shù)已被國際農(nóng)業(yè)科技界認為是21世紀實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的先導(dǎo)性技術(shù)之一。農(nóng)業(yè)機械的自動導(dǎo)航是現(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)機械的一個重要組成部分，有著廣闊的發(fā)展前景。研究自主行走的農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)精確定點投放，從量的角度盡可能減少農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)的使用應(yīng)該是解決此問題的一個重要途徑和發(fā)展方向?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械具備的作業(yè)功能將會越來越多，研制農(nóng)業(yè)車輛的自主或輔助導(dǎo)航系統(tǒng)有利于駕駛?cè)藛T抽出更多的時間去關(guān)注駕駛以外的其它操作，以便能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的各項作業(yè)目標。

傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)的導(dǎo)航控制方面都還依然存在問題，尤其在農(nóng)業(yè)機械方面，比如在圖像處理方面，如何在農(nóng)田復(fù)雜背景下提取出可靠度較高的路徑邊緣，以及自定位中如何調(diào)整自身位姿等。因此對農(nóng)業(yè)機械視覺導(dǎo)航技術(shù)的研究尤為重要。

精細農(nóng)業(yè)包括定位處方農(nóng)作和農(nóng)情信息自動采集，其中定位處方農(nóng)作要求農(nóng)業(yè)機械可以按照預(yù)先規(guī)劃好的路徑在田間行走，準確到達目的地并完成既定作業(yè)任務(wù)。精確導(dǎo)航是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械自主行走的關(guān)鍵技術(shù)之一，其定位精度直接影響農(nóng)業(yè)機械進行路徑自動跟蹤的質(zhì)量。因此，提高導(dǎo)航定位的精度，是改善農(nóng)業(yè)機械路徑跟蹤質(zhì)量的首要問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述不足的缺陷，本發(fā)明提供了北斗農(nóng)機自動導(dǎo)航駕駛控制系統(tǒng)，具備良好的機動性和靈活性安全性，可以提高導(dǎo)航定位的精度。

本發(fā)明提供了北斗農(nóng)機自動導(dǎo)航駕駛控制系統(tǒng)，包括北斗信號接收機、角度傳感器、電磁閥、差分基準站、自動駕駛儀、視覺傳感器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述北斗信號接收機與分別與所述自動駕駛儀、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和差分基準站相連，所述自動駕駛儀分別與所述角度傳感器、電磁閥和視覺傳感器相連，所述差分基準站包括測量天線，所述視覺傳感器與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。

上述的控制系統(tǒng)，其中，還包括參數(shù)調(diào)試系統(tǒng)，所述參數(shù)調(diào)試系統(tǒng)用于對角度傳感器標定、電磁閥標定、PID標定、傾角傳感器標定和橫滾角自動標定。

上述的控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于對獲取的圖像信息進行預(yù)處理，并對導(dǎo)航基準線的提取，估算農(nóng)機的位置與和導(dǎo)航基準線之間的相對位姿。

上述的控制系統(tǒng)，其中，所述差分基準站用于收集農(nóng)業(yè)機械在的原始緯度、經(jīng)度、高度坐標和前進速度，并測量得到農(nóng)業(yè)機械的原始橫滾角度、俯仰角度、橫擺角速度和前進方向加速度。

上述的控制系統(tǒng)，其中，所述視覺傳感器設(shè)有三個，視覺傳感器分別安裝在農(nóng)機最前端機架、農(nóng)機左右兩側(cè)的機架上，安裝在農(nóng)機左右兩側(cè)機架上的視覺傳感器相背設(shè)置。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：具備良好的機動性和靈活性，可以提高導(dǎo)航定位的精度，可以實現(xiàn)在導(dǎo)航過程中對農(nóng)機的姿態(tài)進行實時調(diào)整。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1為本發(fā)明的北斗農(nóng)機自動導(dǎo)航駕駛控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的步驟以及詳細的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

參照圖1所示，本發(fā)明提供了北斗農(nóng)機自動導(dǎo)航駕駛控制系統(tǒng)，包括北斗信號接收機1、角度傳感器2、電磁閥3、差分基準站4、自動駕駛儀5、視覺傳感器6、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7，北斗信號接收機1與分別與自動駕駛儀5、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7和差分基準站4相連，自動駕駛儀5分別與角度傳感器2、電磁閥3和視覺傳感器6相連，差分基準站4包括測量天線，視覺傳感器6與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7相連，其中角度傳感器2、電磁閥3、自動駕駛儀5、視覺傳感器6安裝在農(nóng)機上，用于對農(nóng)機周圍信號的采集和對農(nóng)機的智能化控制。

本發(fā)明通過北斗信號接收機1對接收到的導(dǎo)航信號進行捕獲跟蹤和定位解算，并獲得高精度的偽距與載波相位觀測數(shù)據(jù)，定位解算結(jié)果、偽距和載波相位觀測數(shù)據(jù)通過RS232接口傳送給差分基準站4，北斗信號接收機1接收導(dǎo)航信號，對接收到的導(dǎo)航信號進行捕獲跟蹤、定位解算，進行捕獲跟蹤、定位解算，定位解算后與從基準站上傳輸過來的數(shù)據(jù)做融合解算，獲取農(nóng)機自身精確位置速度信息，通過三軸姿態(tài)傳感器獲取農(nóng)機自身的三向姿態(tài)信息，車載導(dǎo)航儀將農(nóng)機的位置速度信息發(fā)送給車載顯示控制器，車載顯示控制器將農(nóng)機的位置與原來設(shè)定好的路徑作對比，車載顯示控制器通過電動方向盤控制器控制電動方向盤的轉(zhuǎn)向，電動方向盤的轉(zhuǎn)動帶動導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)動，通過導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角傳感器檢測導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)向角，導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)角傳感器將導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)向角信號傳輸給車載顯示控制器，車載顯示控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向角信號繼續(xù)通過轉(zhuǎn)向驅(qū)動控制器控制電動方向盤的轉(zhuǎn)動，循環(huán)以上動作，直至農(nóng)機位置與原先設(shè)定的路徑一致，從而可以實現(xiàn)農(nóng)機的精確導(dǎo)航。

本發(fā)明一優(yōu)選而非限制性的實施例中，還包括參數(shù)調(diào)試系統(tǒng)，所述參數(shù)調(diào)試系統(tǒng)用于對角度傳感器標定、電磁閥標定、PID標定、傾角傳感器標定和橫滾角自動標定。

本發(fā)明一優(yōu)選而非限制性的實施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于對獲取的圖像信息進行預(yù)處理，并對導(dǎo)航基準線的提取，估算農(nóng)機的位置與和導(dǎo)航基準線之間的相對位姿。

本發(fā)明一優(yōu)選而非限制性的實施例中，差分基準站用于收集農(nóng)業(yè)機械在的原始緯度、經(jīng)度、高度坐標和前進速度，并測量得到農(nóng)業(yè)機械的原始橫滾角度、俯仰角度、橫擺角速度和前進方向加速度。

本發(fā)明一優(yōu)選而非限制性的實施例中，視覺傳感器設(shè)有三個，視覺傳感器分別安裝在農(nóng)機最前端機架、農(nóng)機左右兩側(cè)的機架上，安裝在農(nóng)機左右兩側(cè)機架上的視覺傳感器相背設(shè)置。

以上對本發(fā)明的較佳實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。