[发明专利]基于北斗导航的农业机械自动驾驶控制方法

摘要

本发明提供了农业机械控制技术领域内的基于北斗导航的农业机械自动驾驶控制装置，包括差分基准站和自动驾驶仪，差分基准站上设有与测量天线一连接的测量接收机一，测量接收机一连接有发射电台；自动驾驶仪包括车载导航仪、车载显示控制器、电动方向盘控制器和导向轮控制器，车载导航仪与车载显示控制器连接，方向盘转向控制器分别与车载显示控制器和导向轮控制器连接；本发明能获得农机位置信息和土壤耕作阻力参数，存储测量参数并自动规划耕作面积，可应用于农业机械自动驾驶耕作路线的控制工作中。

主权项

1.基于北斗导航的农业机械自动驾驶控制方法，其特征在于，实施自动驾驶控制方法使用的控制装置包括差分基准站、自动驾驶仪和土壤耕作阻力检测装置，所述差分基准站包括测量天线一，测量天线一上连接有测量接收机一，测量接收机一通过RS232接口连接有发射电台，所述自动驾驶仪包括车载导航仪、车载显示控制器、电动方向盘控制器和导向轮转向角度传感器，所述车载导航仪与车载显示控制器连接，所述电动方向盘控制器和导向轮转向角度传感器的输出口分别与车载显示控制器连接，土壤耕作阻力检测装置包括控制器、电机和丝杆，电机中设有输出轴，输出轴与丝杆传动连接，丝杆上连接有螺母，丝杆下端连接有圆锥头，丝杆上端连接有扭矩传感器，电机和扭矩传感器均与控制器的输入口连接；所述输出轴上连接有主动齿轮，主动齿轮上啮合连接有从动齿轮，从动齿轮与丝杆连接，螺母相对从动齿轮轴向中心对称设置在上支撑板和下支撑板间的丝杆上，上支撑板和下支撑板与壳体连接；自动驾驶控制方法包括以下步骤：（1）农机工作前，先调整圆锥头的位置，使圆锥头与地面刚好接触；（2）农机开始工作时，给电机通电，输出轴旋转，输出轴的转动带动主动齿轮的转动，主动齿轮的转动带动从动齿轮的转动，从动齿轮的转动带动丝杆的转动，丝杆在螺母的作用下相对地面平行面的垂直方向向下移动，车载显示控制器上实时显示丝杆的下降距离，并发送控制信号给控制器来控制电机的正反转，当电机反转时，丝杆相对地面平行面的垂直方向上移动，扭矩传感器检测出圆锥头往田地里下钻时的实时转矩，转矩跟土壤阻力成线性关系，即转矩的大小反应土壤耕作阻力大小，控制器实时接收并处理由扭矩传感器传输的扭矩信号和电机的转速信号，处理后的扭矩信号为土壤耕作阻力数据信号；（3）测量天线一接收BDS、GPS星座的导航信号，导航信号传输给测量接收机一，测量接收机一对接收到的导航信号进行捕获跟踪和定位解算，并获得高精度的伪距与载波相位观测数据，定位解算结果、伪距和载波相位观测数据通过RS232接口传送给发射电台，发射电台将数据向外部广播，广播处的数据被接受电台接收，测量接收机二接收BDS星座的导航信号，测量接收机二对接收到的导航信号进行捕获跟踪、定位解算，进行捕获跟踪、定位解算，定位解算后与从基准站上传输过来的数据做融合解算，获取车辆自身精确位置速度信息，通过三轴姿态传感器获取车辆自身的三向姿态信息，车载导航仪将车辆的位置速度信息发送给车载显示控制器，车载显示控制器将车辆的位置与原来设定好的路径作对比，车载显示控制器通过电动方向盘控制器控制电动方向盘的转向，电动方向盘的转动带动导向轮的转动，通过导向轮转角传感器检测导向轮的转向角，导向轮转角传感器将导向轮的转向角信号传输给车载显示控制器，车载显示控制器根据转向角信号继续通过转向驱动控制器控制电动方向盘的转动，循环以上动作，直至车辆位置与原先设定的路径一致，电动方向盘和导向轮不再做调整动作；（4）控制器将土壤耕作阻力数据信号传输给车载显示控制器，车载显示控制器实时存储传输过来的土壤耕作阻力，将不同大小的土壤耕作阻力根据阻力范围进行分类，并实时绘制行走路径且与土壤耕作阻力分类相对应，实现田地的规划，根据土壤耕作阻力的分类选择农机机型。