[實用新型]一種激光發射裝置

有效

• 申請號: 201320382344.4
• 申請日: 2013-06-30
• 公開（公告）號: CN203311264U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 蔣蘋;羅亞輝;胡文武;戴寧湘;劉建廷;劉林
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

技術領域

本實用新型屬于自動定位技術領域，特別涉及一種激光發射裝置。

背景技術

精確定位技術是實現農田作業機械自動駕駛和處方農業的基礎技術之一，在農業機械對靶噴灑、精量施肥、收割測產、自動栽插等許多作業過程中有著廣泛的用途，是現代智能農業機械研究的一個重要內容。由于激光具備體積小、重量輕、速度快以及誤差小等優點，在建筑行業用于水平和垂直校準中應用極為廣泛，但在定位方面的研究才剛起步。激光動態定位系統中，激光發射器發射激光信號并自動跟蹤激光接收靶標中心，不出現脫靶現象，是激光三點動態定位系統正常工作的基礎。目前市面上的激光發射裝置均不能有效的自動追蹤激光接收器，不適用于激光三點動態定位系統。

實用新型內容

本實用新型的目的是：為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種用于激光三點動態定位的激光發射裝置及自動追蹤方法，實現對移動中的激光接收器靶標的快速而準確的自動跟蹤，為農田作業機械無人駕駛和田間數據定點采集奠定基礎。

為了實現上述技術目的，本實用新型的技術方案是，一種用于自動追蹤的激光發射裝置，包括激光發射器、激光發射器姿態調整裝置和控制盒，所述的激光發射器安裝于激光發射器姿態調整裝置上，所述的控制盒通信連接激光發射器姿態調整裝置以實現對激光發射器姿態的控制，激光發射器的控制端連接控制盒的輸出端，所述的激光發射器姿態調整裝置包括水平微調機構、激光發射器旋轉機構和調平機構，所述的激光發射器安裝于水平微調機構上，所述的激光發射器旋轉機構連接水平微調機構以實現驅動激光發射器旋轉，水平微調機構和激光發射器旋轉機構均安裝于調平機構上。

所述的一種用于自動追蹤的激光發射裝置，所述的調平機構包括底板、二升降步進電機、二絲桿、開有用于穿過絲桿的穿孔的連接板、二活動板、固定擋板、二限位傳感器、三球頭關節軸承、平臺板、固定支桿、傾角傳感器，所述的二升降步進電機和固定支桿均固定于底板上，所述的連接板水平固定于升降步進電機上，二絲桿的一端穿過連接板的穿孔分別連接二升降步進電機，另一端連接活動板，升降步進電機驅動絲桿旋轉并帶動活動板升降，所述的固定擋板豎直固定于連接板上以實現對活動板的導向，所述的二限位傳感器水平固定于固定擋板上以實現對活動板的限位，所述的三球頭關節軸承的一端分別固定于平臺板的底部以支撐平臺板，其中兩個球頭關節軸承的另一端分別固定于二活動板上，另一個球頭關節軸承固定于固定支桿上，所述的傾角傳感器固定于平臺板上，控制盒固定于底板上，激光發射器旋轉機構固定于平臺板的底部，限位傳感器、傾角傳感器、升降步進電機和激光發射器旋轉機構分別通信連接控制盒。

所述的一種用于自動追蹤的激光發射裝置，所述的水平微調機構包括水平調整支架和筒狀的激光發射器安裝孔，所述的激光發射器安裝孔固定于水平調整支架上并用于固定激光發射器，所述的水平調整支架為雙層互相垂直疊放的夾狀的支架，兩層支架的末端分別設有橫向水平微調螺釘和縱向水平微調螺釘，水平調整支架安裝于平臺板上且底部連接激光發射器旋轉機構。

所述的一種用于自動追蹤的激光發射裝置，所述的激光發射器旋轉機構為旋轉步進電機。

一種自動追蹤方法，包括以下步驟：

步驟一：設置兩個固定位置的激光發射裝置：第一激光發射裝置和第二激光發射裝置，在欲追蹤的目標上設置激光接收器，兩個激光發射裝置分別作自旋轉并發射激光，同時建立平面坐標系，定義兩個激光發射裝置之間的連線為基線，第一激光發射裝置的坐標為（x_A，y_A），第二激光發射裝置的坐標為（x_B，y_B）；

步驟二：當激光接收器同時接收到兩個激光發射裝置所分別發射的激光信號時，由通信單元反饋信息到激光發射裝置的旋轉控制單元，實時檢測激光發射器的激光發射角度，并根據兩個激光發射裝置的坐標，解算當前激光接收器所在位置的坐標（x₁，y₁）；

步驟三：在解算出移動過程中的激光接收器至少三個位置坐標后，由已知的位置坐標值預估激光接收器的移動趨勢；

步驟四：由預估得到的激光接收器移動趨勢，計算對應的激光發射裝置上的激光發射器所應旋轉的角度，實時追蹤激光接收器。

所述的方法，步驟二中所述的解算當前激光接收器所在位置的坐標（x₁，y₁）的步驟包括：