[发明专利]一种基于GPS定位与自动避障的农业机器人的实现方法

权利要求书

1.一种基于GPS定位与自动避障的农业机器人的实现方法，其特征在于，所述方法为应用于农业机器人的自动行驶的方法，所述农业机器人包括：车体，以所述农业机器人的行进方向为正前方，设于所述车体下方左右两侧的履带，设于所述车体上方的摄像头模块和GPS定位模块、设于车体前方的红外传感模块，以及设于所述车体内部的控制模块；所述摄像头模块位于所述车体的正上方，GPS定位模块位于所述车体的上表面，红外传感模块位于车体正前方；

所述方法包括：

通过所述GPS定位模块获取定位信息，进行路径规划，得到目标点与当前位置的最优路径。所述定位信息包含所述农业机器人与目标之间的相对位置信息以及两者的具体坐标信息；

按照所述最优路径控制所述农业机器人的履带进行运动，使所述农业机器人正向面对路径方向，利用所述摄像头模块进行所述农业机器人正前方路况图像信息获取，以及使用所述红外传感模块进行所述农业机器人正下方路况信息获取；所述图像信息为前进路面障碍物的信息，所述农业机器人正下方路况信息为摄像头盲区的路况信息；

计算障碍物与所述农业机器人的相对位置、路面中可以前进的位置，从众多可以前进的位置中筛选出最佳位置。所述计算障碍物与所述农业机器人的相对位置包括所述障碍物在所述农业机器人的正前方、左方、右方以及正下方；所述最佳位置为所述农业机器人可以前进并最容易到达的位置；

控制所述农业机器人进行障碍物躲避，到达所述最佳位置；

所述农业机器人到达所述最佳位置后，再结合所述GPS定位模块的路径信息，控制所述农业机器人继续向下一个最佳位置点前进，直至所述农业机器人到达目标位置。

2.根据权利要求1所述的基于GPS定位与自动避障的农业机器人的实现方法，其特征在于，所述GPS定位模块固定于所述农业机器人表面，用于接收卫星信号，并减少遮挡时造成的信号干扰。

3.根据权利要求1所述的基于GPS定位与自动避障的农业机器人的实现方法，其特征在于，所述红外传感模块设置于所述农业机器人的车体前方，总共安装3个所述红外传感模块，一个用于检测正前方障碍物、一个用于检测右方障碍物、一个用于检测左方障碍物，以便于所述农业机器人进行正下方的障碍物检测。

4.根据权利要求1所述的基于GPS定位与自动避障的农业机器人的实现方法，其特征在于，所述摄像头模块的连线从上依次为摄像头、轴杆、轴承、舵机，设置于所述车体上方的摄像头模块、设置于所述车体内部的水平旋转舵机、设置于所述舵机的表面的轴承、设置于所述摄像头与所述舵机之间的轴杆；所述摄像头模块利用不锈钢光杆架起于车体上方，并使用轴承将不锈钢光杆与车体固定的舵机；

所述摄像头模块通过轴杆的抬高，可以保证所述摄像头模块能够在最适合的角度捕获到最佳的视野，使用所述水平旋转舵机可以使得所述摄像头模块能够获取所述农业机器人方圆视野范围内的图像信息，并能够获取所述水平旋转舵机与前进方向的偏移角，以及获取所述农业机器人应该偏转的角度；所述农业机器人遇障碍物阻挡时，控制所述水平旋转舵机旋转相应的角度，获取新角度的路况信息，直至旋转一周，再结合前进角度与路况信息，获取所述农业机器人最佳的偏转角度。

5.根据权利要求1所述的基于GPS定位与自动避障的农业机器人的实现方法，其特征在于，所述通过所述GPS定位模块获取定位信息，进行路径规划，得到目标点与当前位置的最优路径，具体包括：

获取所述GPS定位模块的存储数据集，所述GPS定位模块的存储数据集包括多个所述农业机器人所处地点坐标和多个目标位置所处地点坐标，以及通过A*算法处理后所得到的最优路径；

收集所述农业机器人在路径行驶过程中数据，所述路径行驶过程中数据具体包括通过卡曼滤波算法得到所述GPS定位模块测量时的噪声，通过软件程序设计卡曼滤波器，预测以及校正所述GPS定位模块实际运动过程中所产生的测量误差。