[發明專利]一種基于語音識別的插秧機無人駕駛系統及方法

在審

• 申請號: 202011052203.7
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112309369A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 吳衛國;劉家亮;王成龍;徐思鴻
• 申請（專利權）人: 天津工程機械研究院有限公司
• 主分類號: G10L15/00
• 分類號: G10L15/00;G10L15/02;G10L15/08;A01C11/00;G06Q10/04
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

1.一種基于語音識別的插秧機無人駕駛系統，包括控制插秧機工作狀態的控制模塊；所述控制模塊內預設有控制插秧機工作狀態的工作指令庫；其特征在于，至少還包括：

與所述控制模塊進行信息交互的語音交互系統；所述語音交互系統包括：

接收工作人員發出的語音指令信息，并對語音指令信息進行識別，將識別后的語音指令信息轉發至控制模塊的上行部分；

接收控制模塊發出的語音播報信息，并將語音播報信息合成后進行播報的下行部分。

2.根據權利要求1所述的基于語音識別的插秧機無人駕駛系統，其特征在于，所述上行部分包括將語音指令信息轉換為電信號的麥克風、接收麥克風的電信號并對電信號進行識別的語音識別模塊、語音喚醒模塊；所述語音識別模塊內預設有：存儲不同控制指令條的指令數據庫、存儲不同語音關鍵詞的語音特征數據庫、以及存儲控制指令條和語音關鍵詞之間映射關系的函數數據庫；所述控制指令條和語音關鍵詞之間存在一一對應的映射關系；所述控制指令條和工作指令庫的工作指令條存在一一對應的映射關系；

所述下行部分包括語音合成模塊和喇叭。

3.根據權利要求1所述的基于語音識別的插秧機無人駕駛系統，其特征在于，所述控制模塊包括無人駕駛控制器、轉向控制系統、車速控制系統、插植部升降控制系統、插植部水平調節系統、GNSS接收機、測量插秧機的航向、橫滾、俯仰三維空間姿態角的慣導單元；所述無人駕駛控制器通過RS232或CAN總線或以太網或RS485接口分別與GNSS接收機、慣導單元通信、轉向控制器、車速控制器、插植部升降控制器和插植部水平調節控制器處理器進行數據交互。

4.根據權利要求3所述的基于語音識別的插秧機無人駕駛系統，其特征在于，所述GNSS接收機基于衛星定位差分系統原理輸出定位點的實時坐標信息，采用RTK-GNSS雙天線方式，架設基準站，GNSS接收機安裝在插秧機上作為移動站，兩個天線分別固定在插秧機橫向的兩端，基準站將計算出差分校正量發送到GNSS接收機，GNSS接收機根據差分校正量和自身解算的位置信息，迭代推算出厘米級精度定位信息，GNSS接收機基于雙天線同時給出航向角和橫滾角；所述慣導單元安裝在插秧機中軸線位置。

5.根據權利要求3所述的基于語音識別的插秧機無人駕駛系統，其特征在于，所述無人駕駛控制器包括：

獲取工況數據的環境感知模塊；環境感知模塊接收GNSS接收機發送的位置信息、航向角及橫滾角、慣導單元發送的三維空間姿態角，所述位置信息為WGS84大地坐標，通過高斯投影轉換成高斯平面直角坐標；通過卡爾曼濾波將三維空間姿態角和從GNSS接收器得到的姿態信息進行融合，得到插秧機姿態信息；基于上述插秧機姿態信息，采用幾何三角關系解算對傾斜誤差進行補償，得到真實的位置信息；環境感知模塊將處理完的平面坐標和航向角傳給路徑跟隨模塊；

根據地塊幾何信息及消耗模型，規劃插秧機的作業路徑，并將路徑數據信息傳給路徑跟隨模塊的路徑規劃模塊；

以規劃好的作業路徑為目標，實時檢測平面坐標、航向角進行閉環算法處理，輸出插秧機轉向控制信號給轉向控制器的路徑跟隨模塊。

6.根據權利要求3所述的基于語音識別的插秧機無人駕駛系統，其特征在于，所述插秧機轉向驅動方式為方向盤電機驅動，采用CAN總線與轉向控制器通信，前輪轉角傳感器為霍爾檢測方式的角度傳感器；驅動主變速機構動作的執行器為300N-500N的推桿電機，驅動制動機構動作的執行器為100N-200N的推桿電機，檢測主變速機構位置的傳感器和制動機構位置的傳感器為0-5V輸出的旋轉電位器，車速控制器通過CAN總線與電控發動機通信，接收油門位置反饋，發送指令控制發動機油門，車速傳感器為脈沖輸出的霍爾檢測式轉速傳感器；驅動插植部升降機構動作的執行器為車門電機，插植部位置傳感器為0-5V輸出的旋轉電位器；驅動插植部橫向調節機構動作的執行器為車門電機，傾角傳感器為0-5V或4-20mA輸出的mems加速度計檢測式傾角傳感器；驅動電機電路包括半橋芯片BTN8982；語音交互模塊為SYN7318。