[发明专利]一种农业机器人远程视频遥控系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种农业机器人远程视频遥控系统及控制方法，涉及农业智能化机械领域，该系统包括控制终端、视频采集模块、障碍探测模块、姿态测量模块、控制模块和数据传输模块；视频采集模块通过数据传输模块向控制终端传输实时视频画面；姿态测量模块和障碍探测模块将测得的机器姿态信息和障碍信息传输给控制模块；控制终端连接互联网向服务器发送控制命令，控制模块通过数据传输模块接收到控制命令后控制机器人的行走、转弯和作业动作；该方法通过传感器进行机器人遥控和行走状态采集，融合后由控制模块自动做出决策，能够在信号丢失时自动停车并鸣笛示意，使得操作人员能够快速找到机器人的位置，提高了机器人的行走安全性和智能化程度。

技术领域

本发明属于机器人智能控制领域，涉及一种远程视频遥控系统及辅助遥控方法，尤其是涉及一种农业机器人的远程视频遥控系统及控制方法。

背景技术

针对农业大田作业，包括耕、种、管、收等，目前通常仍采用人工驾驶机械进行作业，机械化作业虽然大大提高了效率，但仍旧需要人坐在作业机械驾驶室，还具有一定的劳动强度。

遥控技术的应用进一步提高了农业作业机械的自动化及智能化水平，一种电动式山地果园单轨运输车，包括车载控制装置和手持遥控器，可通过手持遥控器控制单轨运输车的前进、后退、加速、减速和停车，从而实现在无人驾驶的情况下对单轨运输车的安全、灵活控制。然而目前普通遥控农田作业机械多在视距范围内进行操作，遥控距离较短。

目前，遥控命令的传输方式主要包括有线网络传输和无线网络传输，有线网络受制于线缆连接和长度，难以用于远距离复杂工况下的命令传输；无线网络主要利用ZigBee、WiFi、蓝牙、RF433和2G/3G/4G公网网络等传输数据，其中ZigBee、WiFi、蓝牙和RF433，传输距离较短，信号易受障碍物遮挡，在有遮挡的情况下，传输距离通常缩短为10米以内，并且还会影响数据传输的稳定性，仅适用于视距范围内短距离遥控作业，如中国专利CN104298165B公开的一种果园作业平台的PLC控制系统，遥控距离仅有10m；2G/3G/4G公网网络受障碍物遮挡影响较小，在有基站覆盖的情况下，传输距离可以不受限制，能够满足控制的实时性。

目前遥控农业机器人本身智能化程度较低，缺乏在遥控模式下对行车过程中各个具体状态参数的监测，如车辆的横滚角与俯仰角，并对不同状态信息融合处理采取不同措施，因此机器人一旦失去控制，容易发生危险。

发明内容

针对以上提出的现有农田作业机械存在的问题，本发明公开一种农业机器人的远程视频遥控系统及辅助遥控方法，通过多路传感器进行机器人遥控和行走状态采集，融合后由控制模块自动做出决策，无需操作人员的过多参与，能够在信号丢失时自动停车并鸣笛示意，使得操作人员能够快速找到机器人的位置，提高了农业机器人的行走安全性和智能化程度。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种农业机器人远程视频遥控系统，所述系统包括控制终端、视频采集模块、障碍探测模块、姿态测量模块、控制模块和数据传输模块。视频采集模块通过数据传输模块向控制终端传输实时视频画面；姿态测量模块和障碍探测模块将测得的机器姿态信息和障碍信息传输给控制模块；控制终端连接互联网向服务器发送控制命令，控制模块通过数据传输模块接收到控制命令后控制机器人的行走、转弯和作业等动作。

所述视频采集模块包括摄像头、摄像头云台和摄像头驱动单元，摄像头初始位置以一定角度向下倾斜固定在摄像头云台上，摄像头云台安装在机器人前部的顶部位置，控制模块通过控制摄像头云台上的电机实现摄像头360°转动。

所述障碍探测模块包括超声波传感器和红外传感器，超声波传感器和红外传感器根据实际车头的总长度，左右各留出10-30cm的空隙，然后以等间隔安装在机器人车头位置，红外传感器安装在超声波传感器下方，具体安装数量根据实际情况来定；车头前端两侧各安装1-2个超声波传感器。