水稻直播机模块化自动驾驶控制装置及其控制方法制造方法及图纸

一种水稻直播机模块化自动驾驶控制装置及其控制方法，包括：作业管理终端系统、导航定位系统、主控制系统、无线通讯管理系统、转向控制及执行系统、速度控制及执行系统和档位控制及执行系统。本发明专利技术该装置便于用户根据实际情况灵活组态选用，能够让水稻直播机在复杂水田环境里无需输入播种土地大小而自动生成行走路径，提供厘米级精准按预定轨迹直线、曲线及拐弯、前进后退自动驾驶及自主作业。可实现水稻直播机能够在24小时在不同地形、地貌的复杂水田环境中自动行走、转向和作业。

Modular automatic driving control device for rice direct seeder and control method thereof

A modular automatic driving control device for rice direct seeding machine and its control method, including operation management terminal system, navigation and positioning system, main control system, wireless communication management system, steering control and execution system, speed control and execution system, file position control and execution system. The device is convenient for users to configure and choose flexibly according to the actual situation. It can make the rice direct seeding machine automatically generate the walking path without entering the sowing land in the complex paddy field, and provide the centimeter level accurately according to the predetermined trajectory line, curve and turning, forward and back autopilot and independent operation. The rice direct seeding machine can automatically walk, turn and operate in 24 hours in complex paddy fields with different topography and landforms.

【技术实现步骤摘要】
水稻直播机模块化自动驾驶控制装置及其控制方法
本专利技术涉及的是一种农业机械领域的技术，具体是一种水稻直播机模块化自动驾驶控制装置及其控制方法。
技术介绍
水稻直播机因其节省人工和成本的优点，已被越来越多的农户接受。但原有的水稻直播机仍然是人工操作的方式，至少需要一人完成水稻直播机的驾驶，自动化程度不高，不能实现无人驾驶。水稻直播机的驾驶员要克服高温日照等恶劣的野外环境，播种质量受到驾驶员的经验影响，效率低，不利于农业现代化、无人化、智能化。同时，改革开放以来，农民大量进城，农村普遍遭遇劳动力流失和老龄化的尴尬处境。因此，水稻播种无人化是水稻种植业的发展趋势。
技术实现思路
本专利技术针对现有无人驾驶农机自适应能力较差，需要提前预设众多参数或借由无人机提供数据才能实现无人驾驶的缺陷，提出一种水稻直播机模块化自动驾驶控制装置及其控制方法，该装置便于用户根据实际情况灵活组态选用，能够让水稻直播机在复杂水田环境里无需输入播种土地大小而自动生成行走路径，提供厘米级精准按预定轨迹直线、曲线及拐弯、前进后退自动驾驶及自主作业。可实现水稻直播机能够在24小时在不同地形、地貌的复杂水田环境中自动行走、转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻直播机模块化自动驾驶控制装置，其特征在于，包括：作业管理终端系统、导航定位系统、主控制系统、无线通讯管理系统、转向控制及执行系统、速度控制及执行系统和档位控制及执行系统，其中：作业管理终端系统通过无线通讯管理系统向主控制系统输出规划路径作业信息并接收运行状态信息，导航定位系统输出水稻直播机方位信息至主控制系统，主控制系统分别从转向控制及执行系统、速度控制及执行系统和档位控制及执行系统接收方向盘角度、油门位置、换挡拨杆位置并输出输出转向控制量、速度控制量和档位控制量。

【技术特征摘要】
1.一种水稻直播机模块化自动驾驶控制装置，其特征在于，包括：作业管理终端系统、导航定位系统、主控制系统、无线通讯管理系统、转向控制及执行系统、速度控制及执行系统和档位控制及执行系统，其中：作业管理终端系统通过无线通讯管理系统向主控制系统输出规划路径作业信息并接收运行状态信息，导航定位系统输出水稻直播机方位信息至主控制系统，主控制系统分别从转向控制及执行系统、速度控制及执行系统和档位控制及执行系统接收方向盘角度、油门位置、换挡拨杆位置并输出输出转向控制量、速度控制量和档位控制量。2.根据权利要求1所述的水稻直播机模块化自动驾驶控制装置，其特征是，所述的作业管理终端系统包括：作业监控模块、路径规划模块以及由服务器远程通讯单元和主控器无线通讯单元组成的数据通讯模块，其中：作业监控模块接收来自数据通讯模块的主控器无线通讯单元的作业状况实时监控信息，路径规划模块接收来自主控器无线通讯单元的作业地块的位置信息并接收来自服务器远程通讯模块的作业GIS信息，生成作业路径并通过主控器无线通讯单元发送给主控器；路径规划模块另外通过手动设置作业路径并通过主控器无线通讯单元发送给主控制系统。3.根据权利要求1所述的水稻直播机模块化自动驾驶控制装置，其特征是，所述的导航定位系统中国北斗卫星导航系统，使用RTK差分全球定位，用于测量水稻直播机本体的厘米级精准位置，将位置信息发给所述的主控制系统进行分析和处理，以控制所述的水稻直播机行走或者转向。4.根据权利要求1所述的水稻直播机模块化自动驾驶控制装置，其特征是，所述的主控制系统包括：主处理单元以及分别与之相连的两个分别用于接收北斗导航定位信息和数据通讯的RS232接口、SD卡数据存储接口和用于对各动作执行单元的控制及位置姿态检测的CAN总线接口，其中：两个RS232接口、SD卡数据存储接口、CAN总线接口通过内部数据总线与主处理单元进行数据交换与通讯；主处理单元根据来自北斗导航系统提供的位置信息、路径规划系统提供的路径信息、转角传感器和车身倾角传感器的信息解析成用于控制转向控制及执行系统、速度控制及执行系统和档位控制及执行系统的运动的控制信息，实现水稻直播机的自动行走、转向、避障和作业。5.根据权利要求1所述的水稻直播机模块化自动驾驶控制装置，其特征是，所述的无线通讯管理系统通过RS232与主控制系统的第二RS232接口连接，将作业数据无线数传电台模组、蓝牙通讯模块发送给作业管理终端。6.根据权利要求1所述的水稻直播机模块化自动驾驶控制装置，其特征是，所述的转向控制及执行系统包括：车轮转角传感器、车身姿态传感器、CAN总线步进电机驱动器、减速步进电机、同步带传动系统、花键式方向盘运动传递系统，其中：用于检测车轮转角的车轮转角传感器设置于车轮轴处并通过CAN总线向主控制系统输出转角反馈信号，用于检测车身侧倾角的车身姿态传感器设置于车身上并通过CAN总线向主控制系统输出车身姿态反馈信号，CAN总线步进电机驱动器接收来自主控制系统的转向系统动作信号并驱动减速步进电机带动花键式方向盘运动传递系统转动，实现水稻直播机转向控制与轨迹跟踪，高路径跟踪精度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦明，张雁，刘成良，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31