[发明专利]基于农田环境感知的农机导航控制方法

说明书

本发明提供了农机控制技术领域内的一种基于农田环境感知的农机导航控制方法，具体包括以下步骤，步骤1：农机作业前，对摄像机进行标定，将雷达和视觉信息在空间上融合；步骤2：农机作业时，距离检测装置一检测雷达与地面间的高度变化，距离检测装置二检测摄像机与地面间的高度变化，实时调整雷达与摄像机坐标的转换，使雷达与摄像机在空间上同步；步骤3：工控机解算接收的毫米波雷达数据，确定有效目标，确定最危险目标，同步采集摄像机图像；步骤4：工控机根据雷达信息判断最危险目标状态并规划行走路径，根据雷达与摄像机采集到的图像数据，判断最危险目标的类型，导航箱控制农机动作；本发明中数据融合精度高，提高识别障碍物的准确度。

技术领域

本发明涉及一种导航方法，特别涉及一种农机无人驾驶中使用的导航方法。

背景技术

精准农业技术被认为是21世纪农业科技发展的前沿，是科技含最高、集成综合性最强的现代农业生产管理技术之一。精准农业技术根据空间变异，定位、定时、定量的实施一套现代化农事操作技术与管理的系统，是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业技术。

精准农业的应用于快速发展，能够充分挖掘农田最大的生产潜力、合理利用水肥资源、减少环境污染，大幅度提高农产品产量和品质。

发展精准农业技术是解决我国农业由传统农业向现代化农业发展过程中所面临的确保农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质和质量、资源严重不足且利用率低、环境污染等问题的有效解决方式，也是中国农业现代化发展与转型升级的必经之路。

卫星导航技术是精准农业技术的基本组成之一，使农机实现自动行驶，农机作业前只需要设定好参数后，导航系统便引导农机进入自动作业模式，开始进行直线耕作。在农机自动导航的过程中，农田的环境恶劣且复杂，大型的农田里可能会存在电线杆、田埂、土丘、牲畜以及随时出现的劳作人员等，这些因素都为无人驾驶农机的实现提出了新的挑战。现有技术中，使用卫星导航技术可以实现农机在农田里自动行走，但是农机无法准确识别农机前方的障碍物，即农机无法感应农田环境，更不用说根据感知到的农田环境自动做停车等待还是继续行驶等处理，农机作业时必须得有驾驶员辅助操控农机的动作，一不注意，农机就会与前方障碍物碰撞；因此迫切需要研究出一套基于农田环境感知的导航控制方法使无人驾驶的农机具备对周边环境进行感知的能力，一旦遇到上述农田中存在电线杆、田埂、土丘、牲畜以及随时出现的劳作人员等情况，能够及时采取停车等待、避障等应急处理。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，解决现有技术中无人驾驶的农机无法感知农田环境的技术问题，提供一种用于农机无人驾驶的农田环境感知方法，本发明实现了农田环境的感知，感知精度高，识别农机前方障碍物的准确度高，提高农机无人驾驶时的可靠性。

本发明的目的是这样实现的：一种基于农田环境感知的农机导航控制方法，具体包括以下步骤，

步骤1：农机作业前，对摄像机进行标定，摄像机空间坐标变换，再对雷达视觉联合标定，使得雷达和视觉信息在空间上融合；

步骤2：农机作业时，距离检测装置一实时检测雷达与地面间的高度变化△h_st，距离检测装置二实时检测摄像机与地面间的高度变化△h_ct，工控机进行数据处理实时调整雷达与摄像机坐标的转换关系，使雷达与摄像机在作业条件下实现在空间上的同步；

步骤3：工控机解算接收到的毫米波雷达数据，确定有效目标，选出农机作业前方雷达感兴趣的区域，确定最危险目标，同步进行摄像机图像的采集；

步骤4：根据雷达的信息判断出最危险目标的运动状态，工控机根据最危险目标的运动状态规划农机行走路径，根据雷达与相机采集到的最危险目标的图像数据，判断出最危险目标的类型，工控机将解析出来的动作指令传输给导航箱，导航箱控制农机做相应的动作；

其中，农机作业时，农机的行驶速度匀速；