[发明专利]一种田间道路搬运车的自动行驶系统及方法

说明书

本发明公开了一种田间道路搬运车的自动行驶系统及方法，包括GPS导航定位系统、双目视觉系统、路径规划和跟踪系统以及计算机等。GPS导航系统用于用户手动操作运输车时自动储存田间道路GPS坐标信息，并运用该坐标信息对搬运车的行走路径进行规划；双目视觉系统利用双目摄像头对田间道路进行识别，并提取其中线，通过立体匹配和三维重建恢复中线的三维信息；路径规划和跟踪系统利用GPS导航定位系统规划的岔路行驶方向，并利用双目视觉系统获取的道路位置坐标信息对搬运车欲行驶前方道路的中线进行跟踪，控制驱动电机和转向舵机的动作，从而实现搬运车在田间道路上的自动行驶，实现农用物资在田间与目的地之间的自动搬运，效率高，安全性好。

技术领域

本发明涉及自动行驶系统领域，尤其涉及一种田间道路搬运车的自动行驶系统及方法。

背景技术

丘陵山区耕地面积占全国耕地面积的63.2％，是我国粮油糖作物及薯类、果桑茶麻、蔬菜等特色经济作物的重要生产基地，粮食生产总量达到全国的40％，在我国农业生产中占有重要地位。农产品及农用物资的运输是丘陵山区农业机械化的一个重要环节，贯穿农作物生产的整个过程。但由于自然环境和发展条件的制约，丘陵山区田间道路运输机械的发展存在以下问题：

(1)受地理条件的限制，丘陵山区大部分耕地都具有一定的坡度，道路崎岖，交通不便，特别是种植方式多样，规模小而散，且地块之间多为田间小径，导致农业生产运输环节机械化水平低，发展差距大；

(2)目前我国丘陵山区多釆用轨道车、手扶拖拉机、摩托车以及手推车进行农产品及农用物资的田间转运，存在着安全性较差、搬运效率低以及操控性较差等问题，不能完全满足丘陵山区的实际需求，缺乏先进可靠的中小型田间道路运输机械；

(3)丘陵山区农民经济条件差，剩余劳动力大都是弱势群体，对农业装备的高新技术和高额费用接收能力弱；

(4)基础设施建设落后，运输机械缺乏良好的田间道路支撑，导致农用物资和农产品的运输效率、安全性、可靠性不高。这些问题的存在使得田间道路上传统的肩挑背扛搬运方式已经不能满足现代农业的发展需求，智能化、自动化的运输机械成为现代农业领域的发展趋势。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种田间道路搬运车的自动行驶系统及方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明一种田间道路搬运车的自动行驶系统，包括GPS导航定位系统、双目视觉系统、路径规划和跟踪系统以及计算机，所述双目视觉系统的信号输出端与所述GPS导航定位系统的信号输入端连接，所述GPS导航定位系统的数据传输端与所述计算机连接，所述GPS导航定位系统的信号输出端与所述路径规划和跟踪系统的信号输入端连接，所述路径规划和跟踪系统的信号输出端与所述田间道路搬运车的信号输入端连接；

所述GPS导航定位系统用于用户手动操作运输车时自动存储田间道路GPS坐标信息，并运用该坐标信息对搬运车的行走路径进行规划；

所述双目视觉系统为双目摄像头，所述双目摄像头安装于田间道路搬运车的车头位置，所述双目摄像头用于对田间道路图像的采集，所述计算机用于对道路图像的处理、道路特征提取、立体匹配和三维信息恢复；

所述路径规划和跟踪系统利用GPS导航定位系统规划岔路行驶方向，利用双目视觉系统获取的道路位置坐标信息对搬运车欲行驶前方道路的中线进行跟踪，输出搬运车前轮所需转角控制驱动电机和转向舵机的动作，从而实现搬运车在田间道路上的往返自动行驶。

本发明一种田间道路搬运车的自动行驶方法，包括以下步骤：

S1：自动行驶前，操作人员手动操作搬运车沿需要行驶的田间道路完整行驶一次，GPS导航定位系统自动储存坐标信息；