[实用新型]基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统

说明书

本实用新型涉及一种植保喷施系统，尤其涉及一种基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统；包括计算机、与计算机输入端相连接的超声波定位机构、卫星定位机构和相对定位传感器、以及与计算机输出端相连接的行走机构和喷施机构；其中，相对定位传感器包括设置在行走机构上的里程计和惯性传感器；喷施机构包括水泵、以及分别与水泵输入端和输出端相连的液体箱和喷头。本实用新型的基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统，将无人驾驶技术与喷施系统有机结合、有效提高作业效率。

技术领域

本实用新型涉及一种植保喷施系统，尤其涉及一种基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统。

背景技术

现有技术中具有行走机构的植保喷施系统，通常为将喷施装置简单安装在现有车辆如拖拉机上，由于拖拉机是人工操作、轮式行走结构，这种植保喷施系统对道路和农田的要求较高，而且人工机器很难做到行走线路笔直均匀、影响喷施效果。

随着城市化的推进，大量农业人员进城务工，这就导致传统的农耕方式亟需发生改变，尤其需要一种能够自动驾驶、轻松完成喷施作业的农业机械。中国专利申请号为201420053908.4的实用新型专利，公开了一种农业无人驾驶耕整机，整耕机上的各个操控功能都有相应的电机以及电动推杆实现相应的操作动作，所有的电动推杆都能通过遥控器实现伸缩功能，从而实现对耕整机的遥控控制，然而人工通过遥控器遥控，难以做到精准导航牵引，只能在白天使用。中国专利申请号为CN201710076791.X的发明专利，公开了一种北斗导航无人驾驶全液压拖拉机，其可实现农业机械的自动无人驾驶，然而其并没有做到将自动驾驶与机械上安装设备的有机结合，仅仅是单纯的无人驾驶技术在拖拉机上的应用。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种将无人驾驶技术与喷施装置有机结合、有效提高作业效率的基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统。

本实用新型的基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统，包括计算机、与计算机输入端相连接的超声波定位机构、卫星定位机构和相对定位传感器、以及与计算机输出端相连接的行走机构和喷施机构；

其中，所述相对定位传感器包括设置在行走机构上的里程计和惯性传感器；所述喷施机构包括水泵、以及分别与水泵输入端和输出端相连的液体箱和喷头。

超声波导航定位的工作原理，是由超声波传感器的发射探头发射出超声波，超声波在介质中遇到障碍物而返回到接收装置。通过接收自身发射的超声波反射信号，根据超声波发出及回波接收时间差及传播速度，计算出传播距离S，就能得到障碍物到机器人的距离，即有公式：S＝Tv/2式中，T—超声波发射和接收的时间差；v—超声波在介质中传播的波速。

通过超声波传感器采集到的环境信息，计算机分析处理建立环境模型，再根据卫星定位机构传来的位置信息和海拔信息，计算机可以建立准确的位置环境模型，进而控制行走机构和喷施机构，实现无人驾驶自动喷施。

超声波传感器具有成本低廉、采集信息速率快、距离分辨率高等优点，但是在移动导航定位中，也存在一定缺陷，如：镜面反射、有限的波束角等，给充分获得周边环境信息造成了困难。因此，进一步的，本实用新型的基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统，超声波定位机构由至少两个超声波传感器组成。由多超声波传感器建立相应的环境模型，通过串行通信把传感器采集到的信息传递给计算机，计算机再根据采集的信号和建立的数学模型采取一定的算法进行对应数据处理便可以得到位置环境模型。

由于卫星定位得到的海拔信息往往不准确，这就导致环境模型建立存在一定的误差，为此，本实用新型的基于超声波导航技术的无人驾驶植保喷施系统，还包括海拔测量仪，所述海拔测量仪与计算机相连。通过海拔测量仪获得海拔信息，与卫星定位机构获得的海拔信息相补充，可以进一步矫正位置环境模型，导航定位更为准确。