[發明專利]一種基于無人駕駛技術的耕整機

在審

• 申請號: 201711086059.7
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107885205A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 杜麗紅
• 申請（專利權）人: 北京勇搏科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;A01B3/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于農機領域，尤其涉及一種基于無人駕駛技術的耕整機。

背景技術

目前的農作物耕整機需要駕駛人在艙內進行現場操作，長時間的操作不僅會使駕駛員疲憊，造成機械傷人事故，而且影響作業效率，目前已經出現遙控作業的農作物耕整機械，但是由于地形條件不一樣，耕地區域邊界不能實時確定，不能根據地形對車輛實現實時準確的控制，操作者難以保證穩定的耕地工況，耕地時間及質量難以保證。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于無人駕駛技術的耕整機。

本發明是這樣實現的，一種基于無人駕駛技術的耕整機包括：

多個置于待處理農田的邊角處的邊界標記發射器；

多個置于待處理農田的障礙區域的障礙標記發射器；

安裝于無人駕駛耕整機的圖像獲取單元、地形聲吶檢測單元、聲音采集模塊、信號接收器、信號處理模塊、執行部件；

所述邊界標記發射器和障礙標記發射器用于將各自的位置信號發送給所述信號接收器；所述邊界標記發射器和障礙標記發射器均包括GPS定位系統和信號發射模塊；所述GPS定位系統用于得到所述邊界標記發射器和障礙標記發射器所在的位置信號，并通過所述信號發射模塊將所述位置信號發射出去；

所述信號接收器用于接收到每一個邊界標記發射器和障礙標記發射器的位置信號并發送給所述信號處理模塊；

所述圖像獲取單元用于獲取耕地區域和非耕地區域圖像并生成耕地邊界位置數據發送給信號處理模塊；

所述地形聲吶檢測單元用于通過多波束同時獲得回波圖像和地形高程數據，根據地形高程數據構建地形高程模型；

所述聲音采集處理模塊用于實時采集耕整機運行時的聲音信號，并將當前聲音信號與正常耕地時的標定聲音信號作比對；若當前聲音信號與標定聲音信號在閾值范圍外，則向所述信號處理模塊發送耕整機未耕地信號；若當前聲音信號與標定聲音信號在閾值范圍內，則向所述信號處理模塊發送耕整機正常耕地信號；

所述信號處理模塊用于根據接收到的邊界標記發射器發送的位置信號、障礙標記發射器發射的位置信號、地形聲吶檢測單元發送的地形高程數據構建待處理農田的邊界區域、障礙區域及實時更新的待處理農田區域三維地形模型，并根據耕地邊界位置規劃行車路線，并將行車路線發送給所述執行部件；

所述執行部件根據行車路線及車輛位置控制車輛運行，并且控制耕整機的耕整犁開啟或關閉；

在車輛運行過程中，所述信號處理模塊根據耕整機未耕地信號或耕整機正常耕地信號調整耕整機是否停止耕地。

進一步，所述圖像獲取單元通過以下方法獲取獲取耕地區域和非耕地區域圖像并生成耕地邊界位置：

步驟一、耕地過程中實時拍攝待處理處理農田，獲取源圖像；

步驟二、建立灰度直方圖統計圖像灰度分布，通過分段灰度線性變換增強圖像對比度后，使用高斯濾波進行平滑處理，完成圖像的預處理；

步驟三、獲取源圖像的每個像素點的灰度值以及圖像的灰度區間；

步驟四、根據每個像素點的灰度值、灰度區間和所述確定的個數，計算每個分割閾值的數值，根據每個分割閾值的數值，確定位于前景圖像的邊界上的像素點，以確定圖像中的前景圖像的圖像邊界；

步驟五、使用Canny算子完成圖像邊緣特征點的提取；

步驟六、通過地形聲吶檢測單元建立的地形高程模型和圖像邊緣特征點確定精細圖像邊界。

進一步，所述執行部件包括與信號處理模塊電性連接的車輛方向控制單元、車輛油門控制單元、車輛剎車控制單元和耕整犁控制單元；

所述車輛方向控制單元具有一方向控制模塊及由該方向控制模塊控制的車輛轉向機構，該方向控制模塊與信號處理模塊連接，用于根據圖像獲取單元生成的耕地邊界位置及信號處理模塊構建的待處理農田的邊界區域和障礙區域控制車輛轉向機構動作；

所述車輛油門控制單元包括一車輛油門控制模塊及與該車輛油門控制模塊連接的節氣門行程檢測模塊、節氣門執行機構，所述車輛油門控制模塊與信號處理模塊連接，所述油門控制模塊用于獲取節氣門行程檢測模塊的檢測結果，根據圖像獲取單元生成的耕地邊界位置及信號處理模塊構建的待處理農田的邊界區域、障礙區域、待處理農田區域三維地形模型控制節氣門執行機構動作；

所述車輛剎車控制單元包括一制動單元及與該制動單元連接的燃油控制閥、剎車器，所述制動單元與信號處理模塊連接，用于根據信號處理模塊構建的待處理農田的邊界區域、障礙區域、待處理農田區域三維地形模型控制燃油控制閥的開合及剎車器的動作；