[实用新型]一种基于北斗导航的农机自动驾驶系统

说明书

本实用新型公开了一种基于北斗导航的农机自动驾驶系统，包括车载主机、方向盘电机、前轮角度传感器、显示终端、机具深度传感器、机具姿态传感器、摄像头和卫星接收天线，通过对使用双卫星接收天线、机具深度传感器、机具姿态传感器、前轮角度传感器获取农机和机具的实时姿态信息，实现农机在土壤表面松软不同、坡地等复杂地貌环境耕地下农机自动驾驶控制和农机作业质量监测。系统通过安装在农机上的摄像头对作业地面进行图像采集，实现对农机作业质量的全程监测，提高农机作业完成质量。

技术领域

本实用新型涉及农机导航与农机自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于北斗导航的农机自动驾驶系统。

背景技术

农业生产是人类社会生存与发展的基础，农业机械化使机械代替了人类的劳动，减轻了人类在农业活动中反复、机械的体力劳动。劳动生产率的提高及传感器技术与信息技术的飞速发展，将更有利于现代农业的自动化、智能化发展。

近年来，随着社会劳动生产率的提高，在农业生产过程中，农用机械越来越趋于大型化、精细化的要求发展。为满足现代农业对作业速度、作业幅度、作业质量越来越高的要求，希望人们在依赖大型农机具快速作业的同时，最大限度地提高工作效率。农业作业中耕作、喷药、播种等单一性的工作在操作过程中需要消耗大量的人力心力，而现代农业要求驾驶员在操作机械的同时完成大量繁琐的田间作业，而在如喷药等污染较大的作业环境中工作时，对操作人员的身体损害更大。导航技术研究的必要性就在于可以提高机械的利用率、优化作业质量、减轻驾驶与操作人员的工作负担，满足现代农业精准化、智能化的作业需求农机自动导航系统的设计重点在于使农机车辆利用导航定位系统完成自动定位的同时可以按照预定义的路径实现自行走作业。其中，车辆通过导航信息判断实时位姿信息，利用控制算法，控制车辆的转向系统实现车辆的自动转向，最终实现路径规划行驶，完成农机作业。

目前市场是农机自动驾驶产品较多，但也存在一些不足之处。大部分产品只能实现农机的直线行驶，并没有对作业质量进行监测，无法保证农机作业是否达到农耕作业标准，作业质量全凭驾驶员经验判断；在坡地等复杂地貌下自动驾驶系统容易出现偏差较大等情况发生。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种基于北斗导航的农机自动驾驶系统，通过安装在农机与机具上的传感器，获取农机和机具作业的实时姿态数据，控制农机按照预定轨迹自动行驶，并实时监测机具的作业状态。

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于北斗导航的农机自动驾驶系统，包括车载主机、方向盘电机、前轮角度传感器、显示终端、机具深度传感器、机具姿态传感器、摄像头和卫星接收天线，所述方向盘电机安装在农机的方向盘上，方向盘电机通过控制线与车载主机连接；所述前轮角度传感器安装在农机前轮转向轴处，通过数据线与车载主机连接；所述显示终端安装在驾驶室的右侧，通过通信总线与车载主机连接；所述机具深度传感器安装于农机的下拉杆位置，通过总线与车载主机连接；所述机具姿态传感器安装于机具上，通过总线与车载主机连接；所述摄像头安装于农机驾驶室外侧，通过总线与车载主机连接；所述卫星接收天线安装于农机驾驶室外侧顶部，通过馈线与车载主机连接。

其中，所述车载主机包括RKT模块、存储单元、4/5G模块、通信总线、AD采集单元、电机控制单元、电源和CPU；所述RTK模块通过天线接口与卫星接收天线连接，RTK模块通过串口与CPU连接，所述存储单元通过数据总线与CPU连接；所述4/5G模块通过串口与CPU进行通信；所述通信总线用于连接显示终端、机具深度传感器、机具姿态传感器；所述AD采集单元用于连接前轮角度传感器，AD采集单元连接到单片机IO引脚，将采集到的角度数据发送给CPU；所述电机控制单元与方向盘电机连接，用于控制方向盘电机，电机控制单元通过串口与CPU连接，接收CPU的控制指令；所述电源的输入端与农机电瓶连接。

进一步地，所述存储单元采用16G容量的TF内存卡。

进一步地，所述电源通过整流为系统提供所需的12V、5V、3.8V、3.3V电压。