[發(fā)明專利]一種多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)與方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810877467.2
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109254545A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉永;閆瑾
• 申請（專利權(quán)）人: 南京赫曼機(jī)器人自動化有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)，其特征在于，包括遠(yuǎn)程呈現(xiàn)單元、遠(yuǎn)程控制單元、人工遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)、無線圖傳和數(shù)傳模塊、多個無人農(nóng)機(jī)車輛單元；

所述遠(yuǎn)程呈現(xiàn)單元，用于遠(yuǎn)程呈現(xiàn)無人農(nóng)機(jī)車輛作業(yè)的全局地圖，呈現(xiàn)每個車輛的局部地圖場景，以及呈現(xiàn)各個無人農(nóng)機(jī)車輛單元的實(shí)時位置和狀態(tài)；

所述遠(yuǎn)程控制單元，用于接收人工遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)發(fā)布的上層任務(wù)，然后規(guī)劃并分配子任務(wù)給無人農(nóng)機(jī)車輛單元執(zhí)行，以及基于人的操作命令控制現(xiàn)場的一個或多個無人農(nóng)機(jī)車輛單元；

所述人工遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，用于發(fā)布上層任務(wù)、突發(fā)事件的應(yīng)急干預(yù)和遠(yuǎn)程操作；

所述無線圖傳和數(shù)傳模塊，用于通過無線傳輸圖像和數(shù)據(jù)；

所述無人農(nóng)機(jī)車輛單元，用于路徑跟蹤、智能規(guī)劃、作物行檢測、障礙檢測和導(dǎo)航定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無線圖傳和數(shù)傳模塊用于通過無線傳輸圖像和數(shù)據(jù)，具體包括：視頻信息，雷達(dá)數(shù)據(jù)，車輛位置、方向、速度信息，以及任務(wù)和命令信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無人農(nóng)機(jī)車輛單元的本體采用模塊化體系結(jié)構(gòu)，包括驅(qū)動輪模塊(6)、從動輪模塊(7)、電池模塊(8)、車體框架模塊(9)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無人農(nóng)機(jī)車輛單元的控制系統(tǒng)為車載控制器(5)，通過CAN總線下發(fā)對電機(jī)的控制指令。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無人農(nóng)機(jī)車輛單元設(shè)置以下傳感器：激光雷達(dá)(1)、相機(jī)(2)、慣性測量單元(3)、GPS(4)，用于采集視頻信息、雷達(dá)數(shù)據(jù)，以及車輛位置、方向、速度信息。

6.一種多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在遠(yuǎn)程呈現(xiàn)單元顯示包含待作業(yè)的農(nóng)田地圖；

步驟2、人工遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)根據(jù)遠(yuǎn)程呈現(xiàn)單元地圖，選擇無人農(nóng)機(jī)車輛作業(yè)區(qū)域作為上層任務(wù)；

步驟3、遠(yuǎn)程控制單元根據(jù)上層任務(wù)規(guī)劃子任務(wù)，分配給無人農(nóng)機(jī)車輛單元；

步驟4、無人農(nóng)機(jī)車輛單元通過無線圖傳和數(shù)傳模塊接收遠(yuǎn)程控制單元規(guī)劃的子任務(wù)并自動執(zhí)行任務(wù)；

步驟5、遠(yuǎn)程呈現(xiàn)單元顯示現(xiàn)場實(shí)時作業(yè)的全局和局部地圖；

步驟6、人工遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)根據(jù)遠(yuǎn)程呈現(xiàn)單元監(jiān)控現(xiàn)場執(zhí)行情況，完成指定作業(yè)農(nóng)田后，返回步驟2進(jìn)行下一次作業(yè)；步驟2～6中如果出現(xiàn)異常情況，則執(zhí)行步驟7；

步驟7、若遇到異常情況，則進(jìn)行人工遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)應(yīng)急干預(yù)，將無人農(nóng)機(jī)車輛單元從自動駕駛模式切換到人工操作模式。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制方法，其特征在于，步驟5所述遠(yuǎn)程呈現(xiàn)單元顯示現(xiàn)場實(shí)時作業(yè)的全局和局部地圖，具體如下：

一方面結(jié)合地圖和無人農(nóng)機(jī)車輛單元通過無線圖傳和數(shù)傳模塊發(fā)送的實(shí)時位置、速度以及狀態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建所有無人農(nóng)機(jī)車輛單元在全局地圖上的實(shí)時位置和狀態(tài)；另一方面，根據(jù)無人農(nóng)機(jī)車輛單元通過無線圖傳和數(shù)傳模塊發(fā)送的圖像、激光雷達(dá)信息，顯示每個車輛的局部地圖場景。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制方法，其特征在于，步驟6所述異常情況，包括根據(jù)GPS和慣性測量單元獲取的數(shù)據(jù)顯示車輪存在打滑或者被卡住的情況；通過視頻圖像和激光雷達(dá)判斷出現(xiàn)障礙的情況。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多個無人農(nóng)機(jī)車輛遠(yuǎn)程集中控制方法，其特征在于，步驟7所述人工操作模式，具體為：選擇出現(xiàn)異常的無人農(nóng)機(jī)車輛單元，根據(jù)遠(yuǎn)程呈現(xiàn)單元的局部地圖的視頻和狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，通過遠(yuǎn)程操作使異常的無人農(nóng)機(jī)車輛單元回到正常的作業(yè)。