[發(fā)明專利]一種無人駕駛耕整機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711094906.4
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107908187A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜麗紅
• 申請（專利權(quán)）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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)機領(lǐng)域，尤其涉及一種無人駕駛耕整機。

背景技術(shù)

目前的農(nóng)作物耕整機需要駕駛?cè)嗽谂搩?nèi)進行現(xiàn)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(yè)效率，目前已經(jīng)出現(xiàn)遙控作業(yè)的農(nóng)作物耕整機械，但是由于地形條件不一樣，耕整區(qū)域邊界不能實時確定，不能根據(jù)地形對車輛實現(xiàn)實時準(zhǔn)確的控制，操作者難以保證穩(wěn)定的耕整工況，耕整時間及質(zhì)量難以保證。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種無人駕駛耕整機。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種無人駕駛耕整機包括：

多個置于待處理農(nóng)田的邊角處的邊界標(biāo)記發(fā)射器；

多個置于待處理農(nóng)田的障礙區(qū)域的障礙標(biāo)記發(fā)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(zhí)行部件；

所述邊界標(biāo)記發(fā)射器和障礙標(biāo)記發(fā)射器用于將各自的位置信號發(fā)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(biāo)記發(fā)射器和障礙標(biāo)記發(fā)射器的位置信號并發(fā)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(qū)域和非耕整區(qū)域圖像并生成耕整邊界位置數(shù)據(jù)發(fā)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(shù)據(jù)，根據(jù)地形高程數(shù)據(jù)構(gòu)建地形高程模型；

所述信號處理模塊用于根據(jù)接收到的邊界標(biāo)記發(fā)射器發(fā)送的位置信號、障礙標(biāo)記發(fā)射器發(fā)射的位置信號、地形聲吶檢測單元發(fā)送的地形高程數(shù)據(jù)構(gòu)建待處理農(nóng)田的邊界區(qū)域、障礙區(qū)域及實時更新的待處理農(nóng)田區(qū)域三維地形模型，并根據(jù)耕整邊界位置規(guī)劃行車路線，并將行車路線發(fā)送給所述執(zhí)行部件；

所述執(zhí)行部件根據(jù)所述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(guān)閉。

進一步，所述圖像獲取單元通過以下方法獲取獲取耕整區(qū)域和非耕整區(qū)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(nóng)田，獲取源圖像；

步驟二、建立灰度直方圖統(tǒng)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(yù)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(qū)間；

步驟四、根據(jù)每個像素點的灰度值、灰度區(qū)間和所述確定的個數(shù)，計算每個分割閾值的數(shù)值，根據(jù)每個分割閾值的數(shù)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??；

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(xì)圖像邊界。

進一步，所述邊界標(biāo)記發(fā)射器至少為四個，每一個所述邊界標(biāo)記發(fā)射器置于待處理農(nóng)田的邊角處。

進一步，所述障礙標(biāo)記發(fā)射器至少包括一組障礙標(biāo)記發(fā)射器組，每組障礙標(biāo)記發(fā)射器組包括至少三個障礙標(biāo)記發(fā)射器；

待處理農(nóng)田的每一個障礙處設(shè)置一組所述障礙標(biāo)記發(fā)射器組；

每一組障礙處的周圍均設(shè)置一組障礙標(biāo)記發(fā)射器組的多個障礙標(biāo)記發(fā)射器。

進一步，所述執(zhí)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(zhuǎn)向機構(gòu)，該方向控制模塊與信號處理模塊連接，用于根據(jù)圖像獲取單元生成的耕整邊界位置及信號處理模塊構(gòu)建的待處理農(nóng)田的邊界區(qū)域和障礙區(qū)域控制車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)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(jié)氣門行程檢測模塊、節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)，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(jié)氣門行程檢測模塊的檢測結(jié)果，根據(jù)圖像獲取單元生成的耕整邊界位置及信號處理模塊構(gòu)建的待處理農(nóng)田的邊界區(qū)域、障礙區(qū)域、待處理農(nóng)田區(qū)域三維地形模型控制節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)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(jù)信號處理模塊構(gòu)建的待處理農(nóng)田的邊界區(qū)域、障礙區(qū)域、待處理農(nóng)田區(qū)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(fā)送的耕整犁開啟或關(guān)閉信號，控制耕整犁的開啟或關(guān)閉。

一種無人駕駛耕整方法，包括：