[发明专利]基于Smart Heading农机导航入线装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业机械导航技术。

背景技术

全球定位系统(Global Position System，简称GPS)具有全天候、高精度、自动化等显著特点，为地理地籍信息采集提供了较为成熟的定位技术。其中，单GPS系统的定位精度优于10米，而采用差分全球定位系统(Difference Global Positioning System，简称DGPS)技术，利用已知精确三维坐标的差分GPS基准台求得DGPS差分数据，再将该差分数据实时或事后发送给用户接收机，对用户的测量数据进行误差修正，定位精度可达厘米级和毫米级。

精准农业(Precision Agriculture)是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，采用高精度自动导航驾驶系统，可自动选择作物品种、可按处方图调节播量和播深的谷物精密播种机；可自动选择调控两种化肥配比的自动定位施肥机和自控喷药机，可以在起垄，播种，收割等实现厘米级的精度，使得农作物生长按照研究优化后的间距进行灌溉，生产，实现收获最大化的目的。

已有的车载导航需要依靠全球定位系统(GPS)来确定车辆的位置。最基本的，GPS需要知道汽车的经度和纬度。在某些特殊情况下，GPS还要知道海拔高度才能准确定位。有了这三组数据，GPS定位的准确性经常就可以达到2～3米。

现有技术的缺点是在车辆停止时，由于陀螺仪误差会累计增加，导致计算出来的航向角度误差在增加，从而在入线的时候容易偏离轨迹。也就是说，国内农机目前在作业时候速度行驶比较缓慢，且在地头会频繁掉头，停车，在车辆停止时，系统无法判断车辆下一时刻的行驶方向，所以在启动时候容易出现车辆方向不明确问题，从而导致车辆启动时候未按照预设路径方向入线，直观的看到就是车辆走了一个弯才开始沿着预设路径行驶。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于Smart Heading农机导航入线装置，其能解决农机在停止后重新起步的时候，入线的时候容易偏移轨迹的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

基于Smart Heading农机导航入线装置，其包括安装在农机顶部的两根GNSS天线、与GNSS天线连接的GNSS模块，所述GNSS模块与所述农机的控制器连接，两条GNSS天线以农机的中轴线为对称轴形成轴对称分布；所述GNSS模块用于根据两条GNSS天线的信号计算得到航向角，以及根据任意一条GNSS天线的信号计算得到倾斜角，并将所述航向角和倾斜角输出至控制器；所述倾斜角为GNSS天线与水平地面之间的夹角；所述控制器用于根据倾斜角计算得到修正值，以根据所述修正值使预设的行驶路径与农机实时行驶路径进行重合，以及用于根据航向角对农机的行驶方向进行控制；其中，修正值的计算如下：d＝h*tanA+L/2，d为修正值，h为GNSS天线到地面的高度，A为倾斜角，L/2为任意一根GNSS天线与对称轴之间的距离。

优选的，所述控制器还连接有3G天线和电台天线。

本发明还提出一种农机导航入线方法，其应用于如上所述的基于Smart Heading农机导航入线装置中，其包括以下步骤：

步骤1、当农机开始工作时，GNSS模块根据两条GNSS天线的信号计算得到航向角，以及根据任意一条GNSS天线的信号计算得到倾斜角，并将所述航向角和倾斜角输出至控制器；

步骤2、控制器根据倾斜角计算得到修正值，以根据所述修正值使预设的行驶路径与农机实时行驶路径进行重合，以及根据航向角对农机的行驶方向进行控制；其中，修正值的计算如下：d＝h*tanA+L/2，d为修正值，h为GNSS天线到地面的高度，A为倾斜角，L/2为任意一根GNSS天线与对称轴之间的距离。

本发明具有如下有益效果：

农机在地头停止起步的时候，可以有精确的航向信息，通过计算后将当前位置信息纠正到预设路径上，结合控制器控制液压设备，从而保证农机入线时候快速而准确，有效解决地头转弯的问题。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的基于Smart Heading农机导航入线装置的原理示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。