[發明專利]一種無人駕駛耕整機

在審

• 申請號: 201711094906.4
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107908187A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 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;A01B35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無人駕駛耕整機，其特征在于，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、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整區域和非耕整區域圖像并生成耕整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，并根據耕整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。

2.如權利要求1所述無人駕駛耕整機，其特征在于，所述圖像獲取單元通過以下方法獲取獲取耕整區域和非耕整區域圖像并生成耕整邊界位置：

步驟一、耕整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。

3.如權利要求1所述無人駕駛耕整機，其特征在于，所述邊界標記發射器至少為四個，每一個所述邊界標記發射器置于待處理農田的邊角處。

4.如權利要求1所述無人駕駛耕整機，其特征在于，所述障礙標記發射器至少包括一組障礙標記發射器組，每組障礙標記發射器組包括至少三個障礙標記發射器；

待處理農田的每一個障礙處設置一組所述障礙標記發射器組；

每一組障礙處的周圍均設置一組障礙標記發射器組的多個障礙標記發射器。

5.如權利要求1所述無人駕駛耕整機，其特征在于，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整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整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；

所述耕整犁控制單元用于接收信號處理模塊發送的耕整犁開啟或關閉信號，控制耕整犁的開啟或關閉。

6.一種無人駕駛耕整方法，其特征在于，包括：

步驟一、信號處理模塊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構建待處理農田的邊界區域和障礙區域；

步驟二、信號處理模塊根據接收到的地形聲吶檢測單元發送的地形高程數據實時構建待處理農田前景區域的三維地形模型；

步驟三、信號處理模塊根據待處理農田的邊界區域面積設定無人駕駛耕整機的基準耕整速度，并根據三維地形模型設定速度極限閾值；

步驟四、信號處理模塊根據邊界標記發射器和障礙標記發射器的位置信號規劃行車路線，并根據基準耕整速度和速度極限閾值控制執行部件進行耕整作業；

步驟五、信號處理模塊根據耕整區域和非耕整區域圖像生成的耕整邊界位置，控制執行部件由耕整完成區域轉向非耕整區域，信號處理模塊重新規劃行車路線并控制執行部件進行耕整作業。