[發明專利]一種分布式農機作業輔助直線跟蹤控制系統

有效

• 申請號: 200910087487.0
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN101592957A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 趙春江;孟志軍;付衛強;徐飛軍;陳立平
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/34;G01P3/487
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡小永

技術領域

本發明涉及控制系統，具體涉及一種分布式農機作業輔助直線跟蹤控制系統。?

背景技術

在拖拉機田間作業過程中，作業機組操縱性差，易重耕、漏耕、多走路程而影響生產效率。為了減少作業壟間的重作和漏作，傳統多采用劃線器或者噴灑泡沫方法在田間進行標記作為駕駛員作業導航的依據。隨著近幾年國內精準農業技術研究的開展，研究人員開發了農機導航指示系統，系統包括采用GPS、PC104計算機和導航指示光棒，能為農機田間作業提供導航指示。?

對于上述兩種用于農機作業的導航指示方法而言，(1)采用劃線器和泡沫噴灑的傳統方法在農田作業環境可見度較低、農田表面沒有明顯參考物和地表起伏較大的情況下，基本不可行或導航指示效果很差，達不到導航和提高作業質量的目的。(2)而現有的導航指示系統采用RS232/RS485總線，系統接線繁雜，可靠性差，且系統各模塊的通用性不強，兼容性差。(3)同時，這種導航指示系統的兩個發光二極管之間的距離只能通過預設的方式實現，很不精確(1米)，不方便設置。(4)此外，原有用于指示農機在偏差范圍內正常行駛的指示燈布局不合理，為不同于其他二極管顏色的單色指示燈，且指示燈呈直線排列，不利于駕駛操作人員觀察。?

發明內容

本發明的目的就在于提供一種分布式拖拉機作業輔助直線跟蹤控制系統，以解決傳統劃線器和泡沫噴灑導航方式適應性弱、導航效果差的問題，提高拖拉機田間作業過程直線跟蹤控制效果，減少作業過程行間重疊和遺漏率，提高田間作業質量效率。同時，從系統設計和實現方法上革除現有農機導航指示系統接線繁雜、可靠性和通用性差的問題。按照基于農林作業機械現場總線思想和方法，提出并實現一種包含拖拉機機載控制終端、弧板式導航指示器、具有總線接口的霍爾效應拖拉機輪速監測模塊和GPS接收機等完整模塊的分布式拖拉機作業輔助直線跟蹤控制系統，提高系統實用性和可靠性。

為實現上述目的，本發明的技術方案是采用一種分布式農機作業輔助直線跟蹤控制系統，該系統包括：GPS接收機，用于接收農機當前作業位置坐標信息；?

控制終端，根據所述位置坐標，計算農機與當前田間作業跟蹤目標之間的偏航距，并將所述偏航距信息傳送給導航指示控制器；?

導航指示控制器，包括一個雙色發光二極管和若干個單色發光二極管，根據所述偏航距的大小，控制所述雙色發光二極管和單色發光二極管的處于不同的發光狀態。?

其中，所述田間作業跟蹤目標為根據農機作業信息生成的一系列相互平行的線條，所述農機作業信息包括：農機作業地塊多邊形形狀和農機作業幅寬。?

其中，所述單色二極管分布在所述雙色二極管的左右兩側，且左右兩側的單色二極管個數相同，?

當所述偏航距小于設定偏差閾值時，所述雙色二極管發出綠光、其他單色二極管不亮，?

當農機與當前田間作業跟蹤目標之間的偏航距超過設定偏差閾值且農機位于導航線左側時，所述雙色二極管發出紅光，同時位于所述雙色二極管左側的單色二極管亮、右側的單色發光二極管滅；?

當農機與當前田間作業跟蹤目標之間的偏航距超過設定偏差閾值且農機位于導航線右側時，所述雙色二極管發出紅光，同時位于所述雙色二極管右側的單色二極管亮、左側的單色發光二極管滅。?

其中，所述單色發光二極管的發光個數根據所述偏航距的大小進行確定，偏航距大時發光的所述單色發光二極管的個數多，偏航距小時發光的所述單色發光二極管的個數少。?

其中，所述導航指示控制器還包括顯示屏，用于顯示偏轉方向和偏航距。?

其中，所述雙色發光二極管和單色發光二極管布置在弧形顯示電路板上。?

其中，還包括：?

輪速檢測模塊，包括輪速傳感器，用于測量農機的輪速。?

其中，所述輪速傳感器為磁電式霍爾效應傳感器，其包括：?

磁鋼，均勻分布于農機輪轂上，用于產生磁場；?

霍爾元件，固定于離磁鋼一定距離的固定支架上。?

其中，其特征在于，所述控制終端和所述導航指示控制器通過CAN總線進行通訊。?

本發明的優點和有益效果在于：?

1、基于拖拉機作業導航目標路線數字化設計、GPS導航和嵌入式控制技術，實現拖拉機作業過程直線跟蹤輔助控制，比劃線器和泡沫噴灑等傳統拖拉機作業導航技術更加精確，且不受農田作業環境限制，作業質量和效率得到提高。?