CN107422731A - 农用智能耕地***的耕地控制方法及控制*** - Google Patents

农用智能耕地***的耕地控制方法及控制*** Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种农用智能耕地***的耕地控制方法及控制***，所述方法包括：控制中心设定农用智能耕地***的工作参数；控制单元接收工作参数，并分发到行走单元、耕地单元；监控装置监测耕地作业情况，并将图像发送至控制中心；耕地单元采集耕地时障碍物信息，并发送至控制单元；控制中心向行走单元、耕地单元发送自动躲避障碍物指令；如果障碍物告警消除，按照原工作参数进行耕地；如果障碍物告警未消除，控制单元向行走单元和耕地单元发送停止工作指令，将告警信息发送至控制中心。本发明能自动绕过设定的躲避区域，遇到障碍物能自动避开，并且能实时监控耕地区域状况和耕地质量，随时调整耕地行走路径，实现自动化，智能化的耕地。

Description

农用智能耕地***的耕地控制方法及控制***
技术领域
本发明涉及农用智能耕地***技术领域，尤其是一种农用智能耕地***的耕地控制方法及控制***。
背景技术
现有的农业机械化发展越来越快，科技种田、机械化种田、智能化种田的需求越来越高，特别是智能装置领域的快速发展，农业领域智能装置的应用也越来越广泛，在耕地领域，现有的耕地智能装置主要是通过悬挂在拖拉机等机械设备上，通过机械设备的行进从而带动耕地装置进行耕地，拖拉机的行进离不开人工的操作，还没有实现耕地的无人化操作，此外，如果多个耕地智能装置同时工作，需要多个驾驶员驾驶机械设备，这样就需要更多的人力资源，还有的耕地智能装置虽然能够自动耕地，但是无法解决下列问题：
一是耕地时遇到障碍物无法有效躲避，可能会损坏耕地设备；
二是在行走过程中无法自动调整行走路径，需要控制中心实施人工控制；
三是对于行进过程中发生的偏离预定行进路径时，不能自动调整，达不到耕地效果；
四是对于智能装置耕地和行走参数的设置无法实时更新，影响耕地效率和效果。
因此，现有技术需要改进。
发明内容
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种农用智能耕地***的耕地控制方法及控制***，所述农用智能耕地***的耕地控制方法包括：
控制中心设定农用智能耕地***的工作参数，所述工作参数包括：农用智能耕地***的行走路径、行走速度、耕地深度；
控制单元通过无线方式接收控制中心设定的农用智能耕地***工作参数，并将相关工作参数分别发送到行走单元、耕地单元；
监控装置实时监测农用智能耕地***的耕地作业情况，并将耕地作业图像实时发送至控制中心；
耕地单元实时采集耕地时土壤中障碍物信息，并将障碍物告警信息发送至控制单元；
控制中心向行走单元、耕地单元发送自动躲避障碍物指令，行走单元和耕地单元配合自动躲避障碍物；
如果障碍物告警消除，则继续按照原工作参数进行耕地；
如果障碍物告警未消除，则控制单元向行走单元和耕地单元发送停止工作指令，并将告警信息发送至控制中心，等待障碍物排除。
在基于本发明上述农用智能耕地***的耕地控制方法的另一个实施例中，所述农用智能耕地***的行走路径规划方法包括：
计算耕地区域的面积、长度、宽度和农用智能耕地***一次耕地的宽度；
设定农用智能耕地***的起始点坐标、终端点坐标、转弯点坐标、行走方向；
计算耕地区域内的躲避区域面积，边界点坐标和行走方向上的控制点坐标；
计算绕行路径，绕行路径包括：到达所述控制点时的行走方向、行走距离；
设置转弯点的行走方案，在所述转弯点行走时需计算转弯角度、行走距离、再次转弯角度。
在基于本发明上述农用智能耕地***的耕地控制方法的另一个实施例中，所述监控装置实时监测农用智能耕地***的耕地作业情况，并将耕地作业图像实时发送至控制中心包括：
监控装置监控耕地后的区域图像，包括：两次耕地后的位置衔接图像、耕地后的区域覆盖图像、躲避区域的躲避图像、耕地单元的耕地质量图像；
控制中心接收监控装置的图像，并自动分析在耕地区域内，农用智能耕地***的耕地质量，包括：耕地衔接不好区域、边界未覆盖区域、躲避区域未躲避区域，并通过显示单元突出显示；
控制中心调整农用智能耕地***的工作参数，并发送至控制单元，通过控制单元发送至行走单元和耕地单元。
在基于本发明上述农用智能耕地***的耕地控制方法的另一个实施例中，所述控制中心向行走单元、耕地单元发送自动躲避障碍物指令包括：
调整耕地单元的耕地深度；
调整行走单元的行走方向；
停止耕地单元的作业；
调整耕地单元的耕地方向；
停止行走单元的作业。
在基于本发明上述农用智能耕地***的耕地控制方法的另一个实施例中，所述控制单元包括定位模块，通过定位模块实时定位农用智能耕地***的位置，当农用智能耕地***到达设定的控制点位置后，启动调整行走单元行走参数和耕地单元耕地参数的指令，并调整行走单元、耕地单元的动作。
在基于本发明上述农用智能耕地***的耕地控制方法的另一个实施例中，所述定位模块为北斗***定位终端模块或GPS***定位终端模块的至少一种，所述定位模块将定位信息发送至所述控制中心。
基于本发明实施例的另一个方面，公开一种农用智能耕地***的控制***，包括：
控制中心、控制单元、行走单元、耕地单元、监控装置；
所述控制中心通过无线方式与所述控制单元连接，所述控制中心用于监控农用智能耕地***的工作状态，设置农用智能耕地***的工作参数，包括：农用智能耕地***的行走路径、行走速度、耕地深度，监控耕地地域内的工作场景图像；
所述控制单元将控制中心的控制指令作用于行走单元和耕地单元，控制单元控制行走单元和耕地单元的具体动作，并在遇到障碍物时，通过控制算法绕过障碍物，控制单元将定位信息发送至控制中心，用于实时监控农用智能耕地***的位置状态；
所述行走单元和耕地单元与所述控制单元连接，在所述控制单元的控制指令下，按照指令进行行走和耕地；
所述监控装置与所述控制中心无线连接，用于将耕地区域的图像实时发送至控制中心，便于控制中心监控耕地状况。
在基于本发明上述农用智能耕地***的控制***的另一个实施例中，所述行走单元包括：支架结构、第一驱动轮、第二驱动轮、第一从动轮、第二从动轮、第一电机和第二电机；
所述第一驱动轮和第二驱动轮并列安装在支架结构的后端，用于控制行走装置的行走，所述第一从动轮、第二从动轮并列安装在所述支架结构的前端，用于控制行走装置的行走方向，所述第一电机与所述第一驱动轮和第二驱动轮连接，用于为第一驱动轮和第二驱动轮提供动力，所述第二电机与所述第一从动轮和第二从动轮连接，用于控制第一从动轮和第二从动轮的行进方向，所述第一从动轮和第二从动轮的行进方向一致。
在基于本发明上述农用智能耕地***的控制***的另一个实施例中，所述耕地单元包括：第三电机、耕犁控制轮、耕犁；
所述第三电机与控制单元连接，由控制单元控制第三电机的开启和关闭，所述第三电机用于驱动耕犁控制轮；
所述耕犁控制轮通过控制接触地面高度，控制耕地的深度，所述耕犁控制轮与所述控制单元连接，由控制单元设定耕犁控制轮的接触地面高度，所述耕犁控制轮设置多个，在工作时，所有耕犁控制轮的接地高度一致；
所述耕犁设置多组，用于耕地。
在基于本发明上述农用智能耕地***的控制***的另一个实施例中，所述耕犁控制轮上设置液压装置，当耕犁控制轮接收到控制单元的耕地深度参数后，液压装置调节液压值，从而调整耕犁控制轮的接触地面高度，使耕犁的耕地深度符合设定要求。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的农用智能耕地***是一个集环境描述、自主决策与规划、行为控制等多种功能于一体的集成***，特别适合于复杂的地形环境和恶劣的天候条件下工作，智能装置行进过程中，能自动绕过设定的躲避区域，在耕地过程中，遇到障碍物能自动避开，并且能实时监控耕地区域状况和耕地质量，随时调整耕地行走路径，实现自动化，智能化的耕地，本发明具有智能化程度高、人机交互性好、运行稳定且位置精度高的特点。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
图1为本发明的农用智能耕地***的控制***的一个实施例的结构示意图。
图2为本发明的农用智能耕地***的耕地控制方法的一个实施例的流程图。
图3为本发明的农用智能耕地***的耕地控制方法的另一个实施例的流程图。
图中：1控制中心、2控制单元、3行走单元、31支架结构、32第一驱动轮、33第二驱动轮、34第一从动轮、35第二从动轮、36第一电机、37第二电机、4耕地单元、41第三电机、42耕犁控制轮、43耕犁、5监控装置。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明的农用智能耕地***的控制***一个实施例的结构示意图，如图1所示，该实施例的农用智能耕地***的控制***包括：
控制中心1、控制单元2、行走单元3、耕地单元4、监控装置5；
所述控制中心1通过无线方式与所述控制单元2连接，所述控制中心1用于监控农用智能耕地***的工作状态，设置农用智能耕地***的工作参数，包括：农用智能耕地***的行走路径、行走速度、耕地深度，监控耕地地域内的工作场景图像；
所述控制单元2将控制中心1的控制指令作用于行走单元3和耕地单元4，控制单元2控制行走单元3和耕地单元4的具体动作，并在遇到障碍物时，通过控制算法绕过障碍物，控制单元2将定位信息发送至控制中心1，用于实时监控农用智能耕地***的位置状态；
所述行走单元3和耕地单元4与所述控制单元2连接，在所述控制单元2的控制指令下，按照指令进行行走和耕地；
所述监控装置5与所述控制中心1无线连接，用于将耕地区域的图像实时发送至控制中心1，便于控制中心1监控耕地状况。
所述行走单元3包括：支架结构31、第一驱动轮32、第二驱动轮33、第一从动轮34、第二从动轮35、第一电机36和第二电机37；
所述第一驱动轮32和第二驱动轮33并列安装在支架结构31的后端，用于控制行走装置3的行走，所述第一从动轮34、第二从动轮35并列安装在所述支架结构31的前端，用于控制行走装置3的行走方向，所述第一电机36与所述第一驱动轮32和第二驱动轮33连接，用于为第一驱动轮32和第二驱动轮33提供动力，所述第二电机37与所述第一从动轮34和第二从动轮35连接，用于控制第一从动轮34和第二从动轮35的行进方向，所述第一从动轮34和第二从动轮35的行进方向一致。
所述耕地单元4包括：第三电机41、耕犁控制轮42、耕犁43；
所述第三电机41与控制单元2连接，由控制单元2控制第三电机41的开启和关闭，所述第三电机41用于驱动耕犁控制轮42；
所述耕犁控制轮42通过控制接触地面高度，控制耕地的深度，所述耕犁控制轮42与所述控制单元2连接，由控制单元2设定耕犁控制轮的接触地面高度，所述耕犁控制轮42设置多个，在工作时，所有耕犁控制轮42的接地高度一致；
所述耕犁43设置多组，用于耕地。
所述耕犁控制轮42上设置液压装置，当耕犁控制轮42接收到控制单元2的耕地深度参数后，液压装置调节液压值，从而调整耕犁控制轮42的接触地面高度，使耕犁43的耕地深度符合设定要求。
图2为本发明的农用智能耕地***的耕地控制方法的一个实施例的流程图，如图2所示，所述农用智能耕地***的耕地控制方法包括：
10，控制中心1设定农用智能耕地***的工作参数，所述工作参数包括：农用智能耕地***的行走路径、行走速度、耕地深度；
20，控制单元2通过无线方式接收控制中心1设定的农用智能耕地***工作参数，并将相关工作参数分别发送到行走单元3、耕地单元4；
30，监控装置5实时监测农用智能耕地***的耕地作业情况，并将耕地作业图像实时发送至控制中心1；
40，耕地单元4实时采集耕地时土壤中障碍物信息，并将障碍物告警信息发送至控制单元2；
50，控制中心1向行走单元3、耕地单元4发送自动躲避障碍物指令，行走单元3和耕地单元4配合自动躲避障碍物；
60，如果障碍物告警消除，则继续按照原工作参数进行耕地；
70，如果障碍物告警未消除，则控制单元2向行走单元3和耕地单元4发送停止工作指令，并将告警信息发送至控制中心1，等待障碍物排除。
图3为本发明的农用智能耕地***的耕地控制方法的另一个实施例的流程图，如图3所示，所述农用智能耕地***的行走路径规划方法包括：
101，计算耕地区域的面积、长度、宽度和农用智能耕地***一次耕地的宽度；
102，设定农用智能耕地***的起始点坐标、终端点坐标、转弯点坐标、行走方向；
103，计算耕地区域内的躲避区域面积，边界点坐标和行走方向上的控制点坐标；
104，计算绕行路径，绕行路径包括：到达所述控制点时的行走方向、行走距离；
105，设置转弯点的行走方案，在所述转弯点行走时需计算转弯角度、行走距离、再次转弯角度。
所述监控装置5实时监测农用智能耕地***的耕地作业情况，并将耕地作业图像实时发送至控制中心1包括：
监控装置5监控耕地后的区域图像，包括：两次耕地后的位置衔接图像、耕地后的区域覆盖图像、躲避区域的躲避图像、耕地单元的耕地质量图像；
控制中心1接收监控装置的图像，并自动分析在耕地区域内，农用智能耕地***的耕地质量，包括：耕地衔接不好区域、边界未覆盖区域、躲避区域未躲避区域，并通过显示单元突出显示；
控制中心1调整农用智能耕地***的工作参数，并发送至控制单元2，通过控制单元2发送至行走单元3和耕地单元4。
所述控制中心1向行走单元3、耕地单元4发送自动躲避障碍物指令包括：
调整耕地单元4的耕地深度；
调整行走单元3的行走方向；
停止耕地单元4的作业；
调整耕地单元4的耕地方向；
停止行走单元3的作业。
所述控制单元2包括定位模块，通过定位模块实时定位农用智能耕地***的位置，当农用智能耕地***到达设定的控制点位置后，启动调整行走单元3行走参数和耕地单元4耕地参数的指令，并调整行走单元3、耕地单元4的动作。
所述定位模块为北斗***定位终端模块或GPS***定位终端模块的至少一种，所述定位模块将定位信息发送至所述控制中心1。
本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于***实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种农用智能耕地***的耕地控制方法，其特征在于，包括：
控制中心设定农用智能耕地***的工作参数，所述工作参数包括：农用智能耕地***的行走路径、行走速度、耕地深度；
控制单元通过无线方式接收控制中心设定的农用智能耕地***工作参数，并将相关工作参数分别发送到行走单元、耕地单元；
监控装置实时监测农用智能耕地***的耕地作业情况，并将耕地作业图像实时发送至控制中心；
耕地单元实时采集耕地时土壤中障碍物信息，并将障碍物告警信息发送至控制单元；
控制中心向行走单元、耕地单元发送自动躲避障碍物指令，行走单元和耕地单元配合自动躲避障碍物；
如果障碍物告警消除，则继续按照原工作参数进行耕地；
如果障碍物告警未消除，则控制单元向行走单元和耕地单元发送停止工作指令，并将告警信息发送至控制中心，等待障碍物排除。
2.根据权利要求1所述的农用智能耕地***的耕地控制方法，其特征在于，所述农用智能耕地***的行走路径规划方法包括：
计算耕地区域的面积、长度、宽度和农用智能耕地***一次耕地的宽度；
设定农用智能耕地***的起始点坐标、终端点坐标、转弯点坐标、行走方向；
计算耕地区域内的躲避区域面积，边界点坐标和行走方向上的控制点坐标；
计算绕行路径，绕行路径包括：到达所述控制点时的行走方向、行走距离；
设置转弯点的行走方案，在所述转弯点行走时需计算转弯角度、行走距离、再次转弯角度。
3.根据权利要求1所述的农用智能耕地***的耕地控制方法，其特征在于，所述监控装置实时监测农用智能耕地***的耕地作业情况，并将耕地作业图像实时发送至控制中心包括：
监控装置监控耕地后的区域图像，包括：两次耕地后的位置衔接图像、耕地后的区域覆盖图像、躲避区域的躲避图像、耕地单元的耕地质量图像；
控制中心接收监控装置的图像，并自动分析在耕地区域内，农用智能耕地***的耕地质量，包括：耕地衔接不好区域、边界未覆盖区域、躲避区域未躲避区域，并通过显示单元突出显示；
控制中心调整农用智能耕地***的工作参数，并发送至控制单元，通过控制单元发送至行走单元和耕地单元。
4.根据权利要求1所述的农用智能耕地***的耕地控制方法，其特征在于，所述控制中心向行走单元、耕地单元发送自动躲避障碍物指令包括：
调整耕地单元的耕地深度；
调整行走单元的行走方向；
停止耕地单元的作业；
调整耕地单元的耕地方向；
停止行走单元的作业。
5.根据权利要求1至4任一项所述的农用智能耕地***的耕地控制方法，其特征在于，所述控制单元包括定位模块，通过定位模块实时定位农用智能耕地***的位置，当农用智能耕地***到达设定的控制点位置后，启动调整行走单元行走参数和耕地单元耕地参数的指令，并调整行走单元、耕地单元的动作。
6.根据权利要求5所述的农用智能耕地***的耕地控制方法，其特征在于，所述定位模块为北斗***定位终端模块或GPS***定位终端模块的至少一种，所述定位模块将定位信息发送至所述控制中心。
7.一种农用智能耕地***的控制***，其特征在于，包括：
控制中心、控制单元、行走单元、耕地单元、监控装置；
所述控制中心通过无线方式与所述控制单元连接，所述控制中心用于监控农用智能耕地***的工作状态，设置农用智能耕地***的工作参数，包括：农用智能耕地***的行走路径、行走速度、耕地深度，监控耕地地域内的工作场景图像；
所述控制单元将控制中心的控制指令作用于行走单元和耕地单元，控制单元控制行走单元和耕地单元的具体动作，并在遇到障碍物时，通过控制算法绕过障碍物，控制单元将定位信息发送至控制中心，用于实时监控农用智能耕地***的位置状态；
所述行走单元和耕地单元与所述控制单元连接，在所述控制单元的控制指令下，按照指令进行行走和耕地；
所述监控装置与所述控制中心无线连接，用于将耕地区域的图像实时发送至控制中心，便于控制中心监控耕地状况。
8.根据权利要求7所述的农用智能耕地***的控制***，其特征在于，所述行走单元包括：支架结构、第一驱动轮、第二驱动轮、第一从动轮、第二从动轮、第一电机和第二电机；
所述第一驱动轮和第二驱动轮并列安装在支架结构的后端，用于控制行走装置的行走，所述第一从动轮、第二从动轮并列安装在所述支架结构的前端，用于控制行走装置的行走方向，所述第一电机与所述第一驱动轮和第二驱动轮连接，用于为第一驱动轮和第二驱动轮提供动力，所述第二电机与所述第一从动轮和第二从动轮连接，用于控制第一从动轮和第二从动轮的行进方向，所述第一从动轮和第二从动轮的行进方向一致。
9.根据权利要求7所述的农用智能耕地***的控制***，其特征在于，所述耕地单元包括：第三电机、耕犁控制轮、耕犁；
所述第三电机与控制单元连接，由控制单元控制第三电机的开启和关闭，所述第三电机用于驱动耕犁控制轮；
所述耕犁控制轮通过控制接触地面高度，控制耕地的深度，所述耕犁控制轮与所述控制单元连接，由控制单元设定耕犁控制轮的接触地面高度，所述耕犁控制轮设置多个，在工作时，所有耕犁控制轮的接地高度一致；
所述耕犁设置多组，用于耕地。
10.根据权利要求9所述的农用智能耕地***的控制***，其特征在于，所述耕犁控制轮上设置液压装置，当耕犁控制轮接收到控制单元的耕地深度参数后，液压装置调节液压值，从而调整耕犁控制轮的接触地面高度，使耕犁的耕地深度符合设定要求。
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