[發(fā)明專利]一種農(nóng)機(jī)田間作業(yè)管理與監(jiān)控的車(chē)載計(jì)算機(jī)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210590128.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103901833A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡靜濤;高雷;劉曉光;遲浩東;白曉平;王鶴;李逃昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種農(nóng)機(jī)智能車(chē)載設(shè)備,更詳細(xì)地涉及一種農(nóng)機(jī)導(dǎo)航與變量作業(yè)控制系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)田間作業(yè)管理與監(jiān)控的車(chē)載計(jì)算機(jī)及其方法。

背景技術(shù)

農(nóng)機(jī)導(dǎo)航和變量作業(yè)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要智能裝備。伴隨精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的日益推廣，農(nóng)機(jī)導(dǎo)航和變量作業(yè)控制系統(tǒng)得到了深入的研究。田間計(jì)算機(jī)作為人機(jī)交互的平臺(tái)，在農(nóng)機(jī)導(dǎo)航和變量作業(yè)控制系統(tǒng)起著非常重要的作用。田間計(jì)算機(jī)為農(nóng)機(jī)導(dǎo)航和變量作業(yè)控制系統(tǒng)的導(dǎo)航任務(wù)設(shè)置、變量作業(yè)任務(wù)設(shè)置以及導(dǎo)航和變量作業(yè)的監(jiān)控提供非常友好操作界面。隨著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，田間車(chē)載設(shè)備的智能化要求越來(lái)越高，但農(nóng)機(jī)裝備的發(fā)展還相對(duì)比較慢，尤其是適合于農(nóng)機(jī)的車(chē)載設(shè)備。目前適用于農(nóng)機(jī)作業(yè)的智能車(chē)載終端還較為缺乏。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述農(nóng)機(jī)作業(yè)急需智能車(chē)載終端問(wèn)題，本發(fā)明提供一種在農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航和變量作業(yè)控制系統(tǒng)中田間作業(yè)管理與監(jiān)控車(chē)載計(jì)算機(jī)及其方法，本發(fā)明為農(nóng)機(jī)導(dǎo)航和變量作業(yè)控制狀態(tài)監(jiān)控提供非常友好操作界面。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種農(nóng)機(jī)田間作業(yè)管理與監(jiān)控的車(chē)載計(jì)算機(jī)，其特征在于：包括主控單元、觸摸顯示屏及外接存儲(chǔ)卡，所述主控單元包括ARM9最小系統(tǒng)，采用基于ARM9的32位處理芯片、電源模塊、串行通信接口、CAN通信模塊及觸摸屏驅(qū)動(dòng)模塊；其中，串行通信接口和CAN通信模塊分別與ARM9最小系統(tǒng)互連接，實(shí)現(xiàn)主控單元有CAN通信和串口通信的兩種通信方式，電源模塊為該計(jì)算機(jī)提供電源。

所述外接存儲(chǔ)卡，采用外插式SD存儲(chǔ)卡，存儲(chǔ)任務(wù)信息、導(dǎo)航路徑規(guī)劃信息、變量作業(yè)和處方圖以及農(nóng)機(jī)作業(yè)記錄信息。

該車(chē)載計(jì)算機(jī)還設(shè)有存儲(chǔ)卡接口，支持標(biāo)準(zhǔn)SD存儲(chǔ)卡。

一種農(nóng)機(jī)田間作業(yè)管理與監(jiān)控的車(chē)載計(jì)算機(jī)的方法，其特征在于:包括如下步驟：

建立系統(tǒng)配置模塊，包括通過(guò)相應(yīng)的配置函數(shù)對(duì)顯示模式設(shè)置、對(duì)觸摸顯示屏校準(zhǔn)、對(duì)報(bào)警器狀態(tài)設(shè)置及外部傳感器檢測(cè)；

建立農(nóng)機(jī)參數(shù)設(shè)置模塊，包括農(nóng)機(jī)作業(yè)寬度、轉(zhuǎn)彎半徑和機(jī)器寬度農(nóng)機(jī)參數(shù)信息設(shè)置；

建立農(nóng)機(jī)任務(wù)管理模塊，包括新建任務(wù)信息為基本作業(yè)信息、保存任務(wù)、暫停任務(wù)、加載任務(wù)和關(guān)閉任務(wù)，將新建任務(wù)信息和處方圖存儲(chǔ)在外接存儲(chǔ)卡中；

建立導(dǎo)航監(jiān)控管理模塊，包括根據(jù)農(nóng)機(jī)的實(shí)際情況設(shè)置的農(nóng)機(jī)作業(yè)寬度和轉(zhuǎn)彎半徑，調(diào)用路徑規(guī)劃算法程序，計(jì)算出導(dǎo)航規(guī)劃路徑點(diǎn)；通過(guò)CAN通信模塊將導(dǎo)航規(guī)劃路徑信息下載發(fā)送出去，完成路徑規(guī)劃；

同時(shí)通過(guò)獲取CAN通信模塊上的農(nóng)機(jī)位置的實(shí)時(shí)導(dǎo)航信息，利用兩種視圖模式和觸摸顯示屏，可監(jiān)控農(nóng)機(jī)導(dǎo)航的行駛軌跡；

建立變量作業(yè)管理模塊,包括變量作業(yè)參數(shù)設(shè)置，變量作業(yè)參數(shù)包括作業(yè)速度、作業(yè)類型，并將外接存儲(chǔ)卡中處方圖下載,通過(guò)CAN通信模塊發(fā)送到總線上，通過(guò)視圖模式實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)作業(yè)狀態(tài)的監(jiān)控。

根據(jù)設(shè)置的作業(yè)寬度和轉(zhuǎn)彎半徑，調(diào)用路徑規(guī)劃算法，計(jì)算出導(dǎo)航規(guī)劃路徑，包括如下過(guò)程；

判斷是否利用先前路徑，如不利用先前路徑,重新設(shè)置路徑點(diǎn)和設(shè)置作業(yè)地塊邊界點(diǎn)，根據(jù)設(shè)置路徑點(diǎn)和地塊邊界點(diǎn)及農(nóng)機(jī)參數(shù),求出地塊的規(guī)劃路徑并對(duì)其排序；然后對(duì)每條路徑離散化，即在每條路徑上路徑形成多個(gè)均勻路徑點(diǎn)，把路徑點(diǎn)以及行駛路徑的順序，按CAN通信協(xié)議打包通過(guò)CAN通信模塊發(fā)送到總線上。

利用兩種視圖模式監(jiān)控農(nóng)機(jī)導(dǎo)航，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：

接收農(nóng)機(jī)實(shí)時(shí)位置坐標(biāo)，判斷接收坐標(biāo)個(gè)數(shù)是否大于1，如滿足，判斷是否是田間視圖，如果是田間視圖，繪制田間視圖背景，根據(jù)位置坐標(biāo)繪制農(nóng)機(jī)行走的軌跡，當(dāng)不退出時(shí)，接續(xù)返回到接收農(nóng)機(jī)實(shí)時(shí)位置坐標(biāo)程序段。

判斷不是田間視圖是車(chē)輛視圖時(shí)，對(duì)通過(guò)CAN通信模塊接收的位置坐標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換，繪制車(chē)輛視圖背景，再根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的位置坐標(biāo)繪制農(nóng)機(jī)行走的軌跡；當(dāng)不退出時(shí)，接續(xù)返回到接收農(nóng)機(jī)實(shí)時(shí)位置坐標(biāo)程序段。

變量作業(yè)類型包括田間農(nóng)機(jī)變量施肥、變量播種、變量噴藥和變量收割。

新建任務(wù)包括可設(shè)定農(nóng)機(jī)作業(yè)的任務(wù)名稱、作業(yè)類型、作業(yè)地點(diǎn)、作業(yè)溫度、濕度、風(fēng)向和操作員的基本作業(yè)信息。

該發(fā)明的有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明車(chē)載計(jì)算機(jī)，采用基于ARM9的32位處理芯片，適合用于數(shù)字圖像處理，并采用串行通信接口和CAN通信模塊，實(shí)現(xiàn)兩種與外部設(shè)備通信的方式，支持800×600觸摸顯示屏，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，操作方便，通過(guò)與導(dǎo)航控制器配置后，解決農(nóng)機(jī)駕駛員繁重的作業(yè)強(qiáng)度，駕駛員只需通過(guò)觸摸顯示屏輸入操作命令，計(jì)算機(jī)依據(jù)命令控制農(nóng)機(jī)自動(dòng)作業(yè)，從而提高了生產(chǎn)效率。