[發明專利]果樹定位地圖構建裝置及方法

無效

• 申請號: 201210350636.X
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102881219A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 康峰;鄭永軍;李文彬
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G09B29/00
• 分類號: G09B29/00;G01B11/00;G01S19/52;G01S19/53
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于農業機械裝備自動化測控技術領域，涉及一種應用于果園的果樹精準定位的移動車載裝置，尤其涉及一種果樹定位地圖的構建方法。

背景技術

為了提高市場競爭力，我國經濟林的經營模式正朝著規模化、系統化、數字化方向發展。在這種經營模式下，果農需要獲得準確的多樣性果樹生長信息，如實際生長位置、樹干尺寸等，據此得到果樹的分布規律并制定合理的果園作業計劃，如果樹對靶施藥等。以往果農利用人工方式獲取此類信息，該方式勞動量大、效率極其低下，信息準確度不高，甚至一些果農因此而放棄獲取這些信息，從而導致我國經濟林規模化發展緩慢。目前，不少國內外學者和研究人員利用機載測繪系統來繪制農林信息地圖，該方法效率高，從俯視的角度獲得果樹樹冠的分布信息，適合大面積的林區和農田，但測量精度不高，且無法得到樹冠下較細節的信息(如果樹樹干的尺寸和位置等)。因此，開發適合經濟林作業的地面車載測繪系統，可有效、準確地獲得上述果樹的多樣性生長信息，有助于果農安排合理科學的果園作業，還為未來果園數字化管理提供了科學技術手段。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有較高自動化水平的果樹定位地圖構建裝置，尤其用于實時獲取果樹尺寸和位置信息，并創建相應的分布地圖，為未來果園數字化管理提供技術手段。

本發明提供的一種果樹定位地圖構建裝置，其特征在于：包括：

移動平臺：采用可在果樹作物行間行走的移動平臺；

GPS定位模塊：為可獲得全球定位信息的部件，安裝在移動平臺的頂部；

激光探測模塊：包括一臺激光測距儀和一個慣性測量裝置，其中激光測距儀用來獲取周圍物體的二維掃描輪廓數據，并對果樹樹干進行定位識別，激光測距儀面對果樹作物行，以激光測距儀的激光發射中心為原點，建立了激光測距儀的相對坐標系，x軸為激光測距儀的正中線，y軸為移動平臺的前進方向；慣性測量裝置緊密固定在激光測距儀頂部，用以實時測量激光測距儀在移動作業過程中的俯仰角、滾動角和航向角；

巡航控制模塊：主要是在≤10km/h速度下，控制移動平臺的行進速度，使其保持穩定，從而避免因行進速度波動所引起的各傳感器部件測量誤差增大；

主控單元：為適合惡劣環境下使用的軍用型筆記本電腦，負責采集和處理來自GPS定位模塊、激光探測模塊和巡航控制模塊的數據，得到果樹樹干定位信息以及巡航控制信息等；

此外，本發明還提供了應用上述果樹定位地圖構建裝置進行果樹樹干定位地圖構建的方法。

本發明的優點：本發明提出了一種移動過程中獲得果樹樹干生長及定位信息的新思路，專門針對果園果樹的分布特點和生長特性，采用可在果樹作物行間行走的輪式移動平臺，將激光測距儀、慣性測量裝置、GPS定位模塊、雷達測速儀和測控板卡相結合，實現在低速巡航狀態下對果樹的快速、有效定位和識別，并同步獲取果樹的分布信息，創建實時果樹定位地圖，準確獲得果樹的生長和分布信息，為果樹精準施藥、果園規模化經營以及精細農業數字化管理提供了科學技術手段。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明的果樹定位地圖構件裝置的整體布局俯視圖；

圖2為本發明的雷達測速儀的安裝示意圖；

圖3為本發明的巡航控制模塊的控制原理圖；

圖4為本發明的果樹定位地圖構建方法流程圖。

附圖標記：

1-移動平臺；2-GPS定位模塊；3-激光測距儀；4-支架；5-慣性測量裝置；6-掃描區域；7-測控箱；8-雷達測速儀；9-方向盤；10-電子油門；11-電機驅動器；12-控制模式切換按鈕；13-電機；14-油門踏板；15-果樹；16-RS232轉USB接口；17-USB接口；18-RS422轉USB接口；19-正中線；20-主控單元；21-測控板卡；22-安裝面；23-雷達波收發面；24-距離地面高度；25-與地面的夾角；26-人工模式；27-自動模式。

具體實施方式

本發明的果樹定位地圖的構建裝置，其較佳的具體實施方式如圖1至圖4所示：

如圖1所示，本發明的果樹定位地圖的構建裝置的組成部分包括：移動平臺、GPS定位模塊、激光探測模塊、巡航控制模塊和主控單元等。