[发明专利]一种多机器协作小麦收割系统的控制系统

摘要

本发明涉及一种多机器协作小麦收割系统的控制系统。该系统包括一个领航小麦收割机的协作控制模块、若干跟随小麦收割机的协作控制模块、若干小麦运输车的协作控制模块和无线通信系统。本发明使用一台领航小麦收割机的协作控制模块作为主要的控制器，通过无线通信系统与其他车体的控制器相联系，构成一个控制网络，结合环境信息，实现了系统的协作配合，以实现小麦的收割。该系统提高了多机器协作收割系统的自动化程度，有利于避免干扰和碰撞，降低了多机器人系统驾驶的复杂性；采用故障报警等待维修的方式具有很好的可行性。

主权项

一种多机器协作小麦收割系统的控制系统，其特征在于，包括：一个领航小麦收割机的协作控制模块、若干跟随小麦收割机的协作控制模块、若干小麦运输车的协作控制模块和无线通信系统；所述的领航小麦收割机的协作控制模块，负责搜集领航小麦收割机周围的环境信息，接收周围车辆的状态信息，在该车显示器上显示这些信息，为驾驶员提供参考，同时负责向其它车辆发送控制命令；所述的若干跟随小麦收割机的协作控制模块根据接收到的领航机器人的状态信息、控制信息以及相邻机器人的状态信息，自动控制该车辆跟随领航收割机运动；所述的若干小麦运输车所述的控制模块根据各个收割机小麦收割量，控制该车靠近收割机并与其配合，装载、运输和卸载小麦；各个车辆的无线通信模块共同组成了该系统的无线通信系统；所述的领航小麦收割机的协作控制模块，包括：协作控制器、显示模块、无线通信模块、GPS、速度传感器、角度传感器、距离传感器、小麦装载量传感器、电磁铁、自动装载模块、故障检测与报警模块，其中，所述的GPS、速度传感器、角度传感器、距离传感器、小麦装载量传感器分别测定领航收割机的位置、速度、车轮转向角度、与相邻车辆的距离、收割机收割并存储小麦的数量；所述的无线通信模块负责发送和接收车辆间的状态信息和控制信息；所述的显示模块以列表的形式显示领航小麦收割机的各种状态信息、以图像的形式显示各个车辆的位置和队形，以辅助驾驶员对收割机的驾驶；所述的协作控制器接收各个传感器测定的信息、接收从无线通信模块传输来的其它机器的状态信息，进行信息融合和处理，一方面在显示器上显示各个车辆的位置及状态信息，一方面形成对跟随收割机和运输车的控制命令并通过无线通信模块发送出去；所述的电磁铁的吸合与断开、自动装载模块的开与关，是协作控制器根据收割机中的小麦装载量、与运输车的距离而控制的；所述的故障检测与报警模块时刻监测领航小麦收割机的状态，判断其是否发生了故障，若有则打开警报器报警；所述的跟随小麦收割的机协作控制模块，包括：协作控制器、无线通信模块、GPS、速度传感器、角度传感器、距离传感器、小麦装载量传感器、电磁铁、自动驾驶模块、故障检测与报警模块，其中，所述的GPS、速度传感器、角度传感器、距离传感器、小麦装载量传感器分别测定跟随收割机的位置、速度、车轮转向角度、与相邻车辆的距离、其收割并存储小麦的装载量；所述的无线通信模块负责发送和接收车辆间的状态信息和接收领航收割机的控制信息；所述的协作控制器接收各个传感器测定的状态信息、无线通信模块传输来的其它机器的状态信息，进行信息融合和处理，并通过无线通信模块发送给领航收割机，同时它也通过无线通信模块接收来自领航收割机的控制命令，通过控制自动驾驶模块，实现自身的运动控制；所述的电磁铁的吸合与断开、自动装载模块的开与关，是协作控制器根据收割机中 的小麦装载量、与运输车的距离而控制的；所述的故障检测与报警模块时刻监测跟随小麦收割机的状态，判断其是否发生了故障，若有则打开警报器报警；所述的小麦运输车的协作控制模块，包括：协作控制器、无线通信模块、GPS、速度传感器、角度传感器、距离传感器、小麦装载量传感器、自动驾驶模块、自动卸载模块、故障检测与报警模块，其中，所述的GPS、速度传感器、角度传感器、距离传感器、小麦装载量传感器分别测定运输车的位置、速度、车轮转向角度、与相邻车辆的距离、运输车存储小麦的装载量；所述的无线通信模块负责发送和接收车辆间的状态信息和接收收割机的控制信息；所述的协作控制器接收各个传感器测定的状态信息、无线通信模块传输来的其它车辆的状态信息，进行信息融合和处理，并通过无线通信模块发送给收割机，同时它也通过无线通信模块接收来自收割机的控制命令，实现自身的运动控制；自动驾驶模块根据接收到的控制命令负责控制运输车的自动驾驶；自动卸载模块负责在指定地点卸载小麦；所述的故障检测与报警模块时刻监测跟随小麦收割机的状态，判断其是否发生了故障，若有则打开警报器报警；所述的状态信息包括：收割机和运输车的位置、速度、车轮转角、小麦装载量信息以及与其它相邻的收割机或运输车的距离信息、故障信息；所述的控制信息包括：速度控制信息、转角控制信息、前进倒退信息、装载与卸载信息、队形信息。