[发明专利]一种多农机协同导航作业下的从机定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种多农机协同导航作业下的从机定位方法及系统，分别测量主机中心点、从机中心点和从机选定点三点所成三角的三边距离，利用得到的距离计算从机中心点与选定点连线和从机中心点与主机中心点连线之间的角度，利用从机中心点与选定点连线和从机中心点与主机中心点连线之间的角度、从机航向相对于主机航向的偏差角度以及主机中心点与从机中心点的距离得出从机相对于主机的位置。系统包括主机定位模块、距离测量模块、从机航向测量模块以及计算模块。本发明在主机与从机之间构建三角关系，并结合从机航向偏差计算从机与主机之间的相对位置，降低多农机协同导航作业下的从机定位难度和成本，提高从机定位精度。

技术领域

本发明属于农业机械自动导航技术领域，特别涉及一种多农机协同导航作业下的从机定位方法及系统。

背景技术

随着现代农业科技水平的发展，为进一步提高农机作业效率、降低作业成本，农业生产逐渐从传统机械化向智能化、规模化、产业化等方向发展，开始出现了多台同种或异种农机协同作业模式，传统的单机导航技术已不再适用于该模式。因此，多农机协同导航技术是未来农机导航的必然趋势。多农机定位技术是多农机协同导航技术的核心技术之一。根据现有技术，若实现多农机定位，需要在每台农机上安装GNSS高精度定位系统，但该系统价格较高，针对规模化的多农机作业，其成本将大大增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种多农机协同导航作业下的从机定位方法及系统，在主机与从机之间构建三角关系，并结合从机航向偏差计算从机与主机之间的相对位置，降低多农机协同导航作业下的从机定位难度和成本，提高从机定位精度。

为解决上述技术问题，本发明多农机协同导航作业下的从机定位方法所采用的技术方案是：

一种多农机协同导航作业下的从机定位方法，包括以下步骤：

S1：分别测量主机中心点、从机中心点和从机选定点三点所成三角的三边距离，其中从机中心点与从机选定点的连线与从机机体航向平行；

S2：利用得到的距离计算从机中心点与选定点连线和从机中心点与主机中心点连线之间的角度；

S3：利用从机中心点与选定点连线和从机中心点与主机中心点连线之间的角度、从机航向相对于主机航向的偏差角度以及主机中心点与从机中心点的距离得出从机相对于主机的位置。

在上述技术方案中，构建主机与从机之间的三角位置关系，利用三边距离计算从机中心点与选定点连线相对于从机中心点与主机中心点连线的角度，并结合从机航向相对于主机航向的偏差角度，即可建立从机-主机位置方程，得出从机相对于主机的位置关系以及位置。本方法仅需定位主机位置，无需对其他位置进行定位，从而能够大大简化从机定位的实施以及计算复杂度，降低从机定位难度，能够更加快速的进行从机定位，并且能够大大降低从机定位以及多农机协同导航的技术成本；本方法能够得到从机相对于主机的位置关系以及位置，因而从机定位精度更高，更能直观的反映出从机与主机之间的相对位置关系，也更有利于多农机之间进行协同导航。

作为改进，通过测量从机机体的航向角得出从机航向相对于主机航向的偏差角度，实施方便。

作为改进，通过超宽频技术进行步骤S1中所述距离的测量，该技术具有抗干扰性强、穿透能力高等特点，有效避免田间障碍物影响，测距精度高。

作为改进，在上述的步骤S3中，基于以主机航向为轴构建的坐标系，利用从机中心点与选定点连线和从机中心点与主机中心点连线之间的角度以及从机航向相对于主机航向的偏差角度得到从机中心点与主机中心点连线相对于主机航向的角度，利用该角度的正、余弦值得出从机相对于主机的坐标位置。利用本技术方案可构建从机-主机位置坐标方程，得到从机相对于主机的坐标位置关系以及从机的坐标位置，计算简便，并且由于得到的是从机相对于主机的坐标位置关系和从机的坐标位置，因而从机定位精度更高，更能直观的反映出从机与主机之间的相对位置关系，也更有利于多农机之间进行协同导航。