[發明專利]一種基于UWB雷達的甘蔗收割機地形跟隨系統及實現方法

有效

• 申請號: 201710188135.9
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106950987B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 張華;劉理想;王基生;劉冉;劉滿祿;付余路;梁高麗
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種基于UWB雷達的甘蔗收割機地形跟隨系統，其特征在于：包括UWB雷達和與所述UWB雷達相連接的雷達數據處理模塊，以及控制器，與所述控制器相連接的顯示器、方向機和電液控制系統，所述控制器連接所述UWB雷達；所述顯示器設置在駕駛室內；

所述UWB雷達，用于獲取甘蔗地壟面高度信息、地形軌跡形狀信息、甘蔗束密度信息和甘蔗高度信息，并發送至雷達數據處理模塊；

所述雷達數據處理模塊，用于將UWB雷達輸出的所述甘蔗地壟面高度信息和地形軌跡形狀信息處理轉換為地形信息圖像，同時將蔗束密度信息和甘蔗高度信息處理轉換為甘蔗行走勢信息，并將所述地形信息圖像和甘蔗行走勢信息發送給控制器；

所述控制器，用于根據雷達數據處理模塊輸出的所述甘蔗行走勢信息判斷甘蔗收割機前進方向是否和甘蔗行走勢信息相同，若相同，則向方向機輸出保持直行信號，若不同，則根據甘蔗收割機當前前進方向與甘蔗行走勢的角度差向方向機發送方向調整信號；同時，控制器還根據地形信息圖像判斷甘蔗收割機前收攏機構和切割機距離地面的高度是否與地形高度相符合，若符合，則輸出保持高度信號，若不符合，則根據甘蔗收割機前收攏機構和切割機距離地面的高度與地形高度的高度差向電液控制系統輸出高度調整信號；

所述電液控制系統，用于根據控制器輸出的高度調整信號調節甘蔗收割機的前收攏機構和切割機構的高度；

所述方向機，用于根據控制器輸出的方向調整信號調節甘蔗收割機的運動方向；

所述顯示器，用于顯示地形信息圖像和甘蔗收割機的調節信息。

2.根據權利要求1所述的基于UWB雷達的甘蔗收割機地形跟隨系統，其特征在于：所述控制器，還用于配置UWB雷達參數。

3.一種基于UWB雷達的甘蔗收割機地形跟隨系統的實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、UWB雷達通過回波信息獲取甘蔗地壟面高度、地形軌跡形狀、甘蔗束密度和甘蔗高度，并將該回波信息發送至雷達數據處理模塊；

S2、雷達數據處理模塊接收UWB雷達所發送的回波信息，根據甘蔗地壟面高度和地形軌跡形狀生成地形信息圖像，根據甘蔗束密度和甘蔗高度生成甘蔗行走勢信息，并將該地形信息圖像和甘蔗行走勢信息發送至控制器；

S3、控制器接收雷達數據處理模塊所發送的地形信息圖像和甘蔗行走勢信息，控制器根據地形信息圖像和甘蔗行走勢信息分別向電液控制系統和方向機輸出控制信號；同時，控制器將地形信息圖像、甘蔗收割機的前收攏機構高度、切割機構高度和運動方向的調節信息發送至顯示器；

S4、電液控制系統根據控制器所輸出的控制信號調節甘蔗收割機的前收攏機構和切割機構的高度；

方向機根據控制器所輸出的控制信號調節甘蔗收割機的運動方向；

顯示器接收并根據控制器的輸出信號顯示地形信息和甘蔗收割機的前收攏機構高度、切割機構高度和運動方向的調節信息；

S5、返回步驟S1。

4.根據權利要求3所述的基于UWB雷達的甘蔗收割機地形跟隨系統的實現方法，其特征在于，控制器根據地形信息圖像分別向電液控制系統和方向機輸出控制信號的方法為：

控制器根據甘蔗行走勢信息判斷甘蔗收割機前進方向是否與甘蔗行走勢相同，若相同則向方向機輸出保持直行信號，若不同則根據甘蔗收割機當前前進方向與甘蔗行走勢的角度差向方向機發送方向調整信號，調整甘蔗收割機的前進方向與甘蔗行的走勢相同；

控制器根據地形信息圖像判斷甘蔗收割機前收攏機構和切割機距離地面的高度是否與地形高度相符合，若符合則輸出保持高度信號，若不符合則根據甘蔗收割機前收攏機構和切割機距離地面的高度與地形高度的高度差向電液控制系統輸出高度調整信號。

5.根據權利要求3所述的基于UWB雷達的甘蔗收割機地形跟隨系統的實現方法，其特征在于：在步驟S1前通過控制器配置UWB雷達參數。