[发明专利]基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述自适应播种控制系统包括车载中央控制器、自动驾驶系统控制器、播种系统控制器、行驶状态监控装置、农机状态监控装置；

所述车载中央控制器分别通过CAN总线与自动驾驶系统控制器、播种系统控制器连接，所述自动驾驶系统控制器与农机的自动驾驶系统连接，以控制自动驾驶系统驱动农机按照设定行驶参数沿指定路径移动，所述播种系统控制器通过电机与播种机构连接，以控制电机驱动安装在农机上的播种机构按照设定的播种参数执行播种作业；

所述车载中央控制器接收外部发送的播种任务，播种任务包括播种作业区域信息，结合播种作业区域信息计算播种路径和所需种子总量，将计算生成的播种路径发送至自动驾驶系统控制器；

所述自动驾驶系统控制器获取农机当前位置信息，控制自动驾驶系统驱动车辆沿设定路线向播种路径移动、以及按照设定行驶参数沿播种路径移动，并实时获取农机的位置信息，将农机的实时位置信息发送至车载中央控制器；

所述车载中央控制器响应于农机移动至播种路径上，发送播种启动控制信号至播种系统控制器，播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使所述播种机构结合农机实际行驶速度、按照设定的播种参数执行播种作业，并且定期或实时计算作业余量信息，将作业余量信息发送至车载中央控制器，所述作业余量信息包括种子剩余量和剩余作业面积；

所述行驶状态监控装置与车载中央控制器连接，用于实时监控农机行驶状态参数，将监控结果发送至车载中央控制器，所述车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，如果出现异常，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务；

所述农机状态监控装置通过播种系统控制器与车载中央控制器连接，用于实时监控农机播种状态参数，将农机播种状态参数发送至车载中央控制器，所述车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，如果出现异常，判断异常种类：

(1)如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径；

(2)如果异常种类为临近地头界限，生成地头界限识别控制指令，采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离，当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，执行转向播种作业；

(3)否则，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务；

所述农机状态监控装置包括安装在种箱内、用于采集种箱内的种子剩余量的种位测量单元；

所述采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离是指，

采集车体至地头界限之间的农田图像，测量农田图像上车体和地头界限的距离值，结合拍摄参数，对车体至地头界限的实际距离进行预估；

对农田图像做进一步的分析，提取车体至地头界限之间的地形特征，根据地形特征推算农机行驶参数变化规律，将之与实际农机行驶参数的变化规律相比对，对预估得到的车体至地头界限的实际距离进行补偿，以获取修正后的实际距离值。

2.根据权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径的过程包括：

获取农机实时位置信息，根据农机实时位置信息查询或输入地头最优补种点的位置信息；

根据农机实时位置信息和地头最优补种点的位置信息生成补种导航规划路径，将补种导航规划路径发送至自动驾驶系统控制器，以使自动驾驶系统驱使农机按照补种导航规划路径行驶。

3.根据权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述农机行驶状态参数包括行驶速度、路面状态参数、障碍物参数。

4.根据权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述行驶状态监控装置包括行驶速度传感器，行驶速度传感器安装在农机驱动轮上或者播种机具机架的支架连接的地轮上。