一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自动导航的多种农机协同作业系统，其技术方案要点是：具体包括：用于控制多种农机协同作业的管理控制中心的工作方法；用于农机协同工作的方法；用于农机作业安全的农机作业安全控制程序；用于对农机故障自诊断的农机故障自诊断程序；用于控制主农机速度的主农机速度控制程序；用于控制副农机速度的副农机速度控制程序；用于控制主农机转向的主农机转向控制程序；用于控制副农机转向的副农机转向控制程序；农机前往工作目的地的程序；主农机协同作业程序；本发明专利技术的方法在农机在前往作业目的地、返回农机停机库、单农机作业和多农机协同作业时检测周围的事物，保证了在农机作业与行进时，农机与人员等的安全。

A cooperative work method of agricultural machinery based on automatic navigation

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法
本专利技术属于农机自动驾驶领域，尤其是一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法。
技术介绍
农业是目前，随着土地流转进程的加快，农业经营体制也不断革新，促使农业种植从散乱状态转变为农场和合作社形式，规模化耕作由机器取代人力。如何不断提高生产效率，合理调度资源，降低生产成本是规模化农业生产中突出的问题。目前，国外农业装备自动驾驶技术相对比较成熟，卫星导航自动驾驶机械产品主要部件和关键技术来自国外，价格较高。国内对技术的研究刚刚起步，技术水平相对较低，已经研发出的自动驾驶农业装备还停留在单机作业、不能多种农机协同作业的水平。国内急需研发基于自动导航的多种农机协同作业系统及其工作方法。
技术实现思路
针对
技术介绍
中提到的问题，本专利技术的目的是提供一种基于自动导航的农机协同作业工作方法，该方法对农机协同作业任务分配、农机自动驾驶前往作业目的地、农机自动跟随驾驶、作业完成农机自动返回机库、农机协同直行作业、农机地头转弯协同、农机协同作业故障处理和农机作业安全处理等多方面进行处置，提高了基于自动导航的多种农机协同作业时的可靠性，安全性，可操作性。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，具体包括：用于控制多种农机协同作业的管理控制中心的工作方法；用于农机协同工作的方法；用于农机作业安全的农机作业安全控制程序；用于对农机故障自诊断的农机故障自诊断程序；用于控制主农机速度的主农机速度控制程序；用于控制副农机速度的副农机速度控制程序；用于控制主农机转向的主农机转向控制程序以及用于控制副农机转向的副农机转向控制程序；农机前往工作目的地的程序；主农机协同作业程序以及副农机协同作业程序。较佳的，所述管理控制中心的工作方法具体包括以下步骤：S11、向管理控制中心输入地块编号，调取数据库中该地块的相关信息；S12、选择农业的作业任务类型；S13、选择作业农机的类型；S14、选择协同作业的农机类型；S15、查询选择的作业农机和协同作业的农机的空闲情况；S16、根据所述S5的查询结果确定选择的作业农机类型；S17、根据所述S5的查询结果确定选择的协同作业农机类型；S18、发送任务指令到目标农机。较佳的，所述农机协同工作的方法具体包括以下步骤：S21、执行作业农机的作业安全控制程序；S22、执行作业农机的故障自诊断程序；S23、执行作业农机的速度控制程序；S24、执行作业农机的转向控制程序；S25、读取当前作业农机的作业状态；S26、根据所述S25获得的作业农机的作业状态判断作业农机是否处于农业作业状态：如果作业农机处于非农业作业状态，则执行S27；如果农机处于农业作业状态，则执行S28；S27、执行作业农机前往目的地的控制程序；S28、根据所述S25获得的作业状态进行判断作业农机的主从状态：如果作业农机处于主农机作业状态，则执行S29；如果作业农机处于副农机作业状态，则执行S210；S29、执行主农机协同作业程序；S210、执行副农机协同作业程序。较佳的，所述农机作业安全控制程序具体包括以下步骤：S31、采集摄像头数据；S32、把所述S31获得的摄像头数据输入经过训练的神经网络程序，判断摄像头得到数据为行人、动物或车辆；S33、采集距离传感器数据LR，并读取农机间安全距离LS；S34、根据所述S33获得的距离传感器数据LR和农机间安全距离LS进行判断：如果距离传感器数据LR大于农机间安全距离LS，则执行所述S31；如果距离传感器数据LR不大于农机间安全距离LS，则执行S35；S35、将LError＝LS-LR输入到农机制动数学模型中，利用模糊PID算法等，计算出控制参数PWM值；S36、制动器执行制动时执行所述S31。较佳的，所述农机故障自诊断程序具体包括以下步骤：S41、采集农机燃油液位传感器数据GasR，读取农机燃油液位最低限位数据GasML；S42、根据所述S41获得的农机燃油液位传感器数据GasR和农机燃油液位最低限位数据GasS进行判断：如果农机燃油液位传感器数据GasR小于农机燃油液位最低限位数据GasS，则向管理控制中心发送燃油不足通知，并执行所述S41；如果农机燃油液位传感器数据GasRi不小于农机燃油液位最低限位数据GasS，则向管理控制中心发送燃油量通知，并执行S43；S43、采集农资重量传感器数据WgtR，读取农资最低重量标准WgtML；S44、根据所述S43获得的农资重量传感器数据WgtR和农资最低重量标准WgtML进行判断：如果WgtR小于WgtML，则向管理控制中心发送农资不足通知，并执行所述S43；如果WgtR不小于WgtML，则向管理控制中心发送农资重量通知，并执行S45；S45、采集农机具传感器数据ToolR，读取农机具传感器数据标准值ToolS；S46、根据所述S45获得的农机具传感器数据ToolR和农机具传感器数据标准值ToolS进行判断：如果ToolR不等于ToolS，则向管理控制中心发送农机具未就绪通知，并执行所述S45；如果ToolR等于ToolS，则向管理控制中心发送农机具就绪通知，并执行S47；S47、采集农机具故障数NR；S48、根据所述S47获得的农机具故障数NR进行判断：如果农机具故障数NR大于0，则向管理控制中心发送农机具故障通知，并执行所述S47；如果NR等于0，则向管理控制中心发送农机具就绪通知，并执行S49；S49、采集农机故障数NR；S410、根据所述S49获得的农机故障数NR进行判断：如果农机故障数NR大于0，则向管理控制中心发送农机故障通知，并执行所述S49；如果NR等于0，则向管理控制中心发送农机就绪通知，并执行S411；S411、向管理控制中心发送工作就绪通知，并执行所述S41。较佳的，所述主农机速度控制程序具体包括以下步骤：S51、采集轮速传感器信号，获得主农机实时速度Vr；S52、读取主农机目标速度Vd，并获得Verror＝Vr-Vd；S53、输入到所建农机数学模型，计算获得节气门目标开度ETCd；S54、采集节气门位置传感器信号，获得节气门实际开度ETCr；S55、根据所述S53获得的节气门目标开度ETCd和所述S54获得的节气门实际开度ETCr利用公式计算ETCerror＝ETCd-ETCr；S56、输入所述S55的计算数据到所建电子节气门力矩电机数学模型，通过模糊PID算法控制电子节气门力矩电机；S57、执行所述S51。较佳的，所述副农机速度控制程序具体包括以下步骤：S61、采集轮速传感器信号，获得副农机实时速度Vr；S62、读取副农机工作模式Mode，根据农机工作模式Mode进行判断：如果Mode为非协同模式，则执行S63；如果Mode为协同模式，则执行S64；S63、读取副农机目标速度Vd，获得Verror＝Vr-Vd；S64、通过VANET获取主农机实时车速Vm，获得Verror＝Vm-V1；S65、采集距离传感器信号，获得副农机与主农机纵向距离LMR；S66、输入到所建农机数学模型，计算获得节气门目标开度ETCd；S67、采集节气门位置传感器信号，获得节气门实际开度ETCr；S68、利用所述S66获得的节气门目标开度ETCd和所述S67获得的节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：具体包括：用于控制多种农机协同作业的管理控制中心的工作方法；用于农机协同工作的方法；用于农机作业安全的农机作业安全控制程序；用于对农机故障自诊断的农机故障自诊断程序；用于控制主农机速度的主农机速度控制程序；用于控制副农机速度的副农机速度控制程序；用于控制主农机转向的主农机转向控制程序以及用于控制副农机转向的副农机转向控制程序；农机前往工作目的地的程序；主农机协同作业程序以及副农机协同作业程序。

【技术特征摘要】
1.一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：具体包括：用于控制多种农机协同作业的管理控制中心的工作方法；用于农机协同工作的方法；用于农机作业安全的农机作业安全控制程序；用于对农机故障自诊断的农机故障自诊断程序；用于控制主农机速度的主农机速度控制程序；用于控制副农机速度的副农机速度控制程序；用于控制主农机转向的主农机转向控制程序以及用于控制副农机转向的副农机转向控制程序；农机前往工作目的地的程序；主农机协同作业程序以及副农机协同作业程序。2.根据权利要求1所述的一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：所述管理控制中心的工作方法具体包括以下步骤：S11、向管理控制中心输入地块编号，调取数据库中该地块的相关信息；S12、选择农业的作业任务类型；S13、选择作业农机的类型；S14、选择协同作业的农机类型；S15、查询选择的作业农机和协同作业的农机的空闲情况；S16、根据所述S5的查询结果确定选择的作业农机类型；S17、根据所述S5的查询结果确定选择的协同作业农机类型；S18、发送任务指令到目标农机。3.根据权利要求1所述的一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：所述农机协同工作的方法具体包括以下步骤：S21、执行作业农机的作业安全控制程序；S22、执行作业农机的故障自诊断程序；S23、执行作业农机的速度控制程序；S24、执行作业农机的转向控制程序；S25、读取当前作业农机的作业状态；S26、根据所述S25获得的作业农机的作业状态判断作业农机是否处于农业作业状态：如果作业农机处于非农业作业状态，则执行S27；如果农机处于农业作业状态，则执行S28；S27、执行作业农机前往目的地的控制程序；S28、根据所述S25获得的作业状态进行判断作业农机的主从状态：如果作业农机处于主农机作业状态，则执行S29；如果作业农机处于副农机作业状态，则执行S210；S29、执行主农机协同作业程序；S210、执行副农机协同作业程序。4.根据权利要求1所述的一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：所述农机作业安全控制程序具体包括以下步骤：S31、采集摄像头数据；S32、把所述S31获得的摄像头数据输入经过训练的神经网络程序，判断摄像头得到数据为行人、动物或车辆；S33、采集距离传感器数据LR，并读取农机间安全距离LS；S34、根据所述S33获得的距离传感器数据LR和农机间安全距离LS进行判断：如果距离传感器数据LR大于农机间安全距离LS，则执行所述S31；如果距离传感器数据LR不大于农机间安全距离LS，则执行S35；S35、将LError＝LS-LR输入到农机制动数学模型中，利用模糊PID算法等，计算出控制参数PWM值；S36、制动器执行制动时执行所述S31。5.根据权利要求1所述的一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：所述农机故障自诊断程序具体包括以下步骤：S41、采集农机燃油液位传感器数据GasR，读取农机燃油液位最低限位数据GasML；S42、根据所述S41获得的农机燃油液位传感器数据GasR和农机燃油液位最低限位数据GasS进行判断：如果农机燃油液位传感器数据GasR小于农机燃油液位最低限位数据GasS，则向管理控制中心发送燃油不足通知，并执行所述S41；如果农机燃油液位传感器数据GasRi不小于农机燃油液位最低限位数据GasS，则向管理控制中心发送燃油量通知，并执行S43；S43、采集农资重量传感器数据WgtR，读取农资最低重量标准WgtML；S44、根据所述S43获得的农资重量传感器数据WgtR和农资最低重量标准WgtML进行判断：如果WgtR小于WgtML，则向管理控制中心发送农资不足通知，并执行所述S43；如果WgtR不小于WgtML，则向管理控制中心发送农资重量通知，并执行S45；S45、采集农机具传感器数据ToolR，读取农机具传感器数据标准值ToolS；S46、根据所述S45获得的农机具传感器数据ToolR和农机具传感器数据标准值ToolS进行判断：如果ToolR不等于ToolS，则向管理控制中心发送农机具未就绪通知，并执行所述S45；如果ToolR等于ToolS，则向管理控制中心发送农机具就绪通知，并执行S47；S47、采集农机具故障数NR；S48、根据所述S47获得的农机具故障数NR进行判断：如果农机具故障数NR大于0，则向管理控制中心发送农机具故障通知，并执行所述S47；如果NR等于0，则向管理控制中心发送农机具就绪通知，并执行S49；S49、采集农机故障数NR；S410、根据所述S49获得的农机故障数NR进行判断：如果农机故障数NR大于0，则向管理控制中心发送农机故障通知，并执行所述S49；如果NR等于0，则向管理控制中心发送农机就绪通知，并执行S411；S411、向管理控制中心发送工作就绪通知，并执行所述S41。6.根据权利要求1所述的一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：所述主农机速度控制程序具体包括以下步骤：S51、采集轮速传感器信号，获得主农机实时速度Vr；S52、读取主农机目标速度Vd，并获得Verror＝Vr-Vd；S53、输入到所建农机数学模型，计算获得节气门目标开度ETCd；S54、采集节气门位置传感器信号，获得节气门实际开度ETCr；S55、根据所述S53获得的节气门目标开度ETCd和所述S54获得的节气门实际开度ETCr利用公式计算ETCerror＝ETCd-ETCr；S56、输入所述S55的计算数据到所建电子节气门力矩电机数学模型，通过模糊PID算法控制电子节气门力矩电机；S57、执行所述S51。7.根据权利要求1所述的一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：所述副农机速度控制程序具体包括以下步骤：S61、采集轮速传感器信号，获得副农机实时速度Vr；S62、读取副农机工作模式Mode，根据农机工作模式Mode进行判断：如果Mode为非协同模式，则执行S63；如果Mode为协同模式，则执行S64；S63、读取副农机目标速度Vd，通过公式Verror1＝Vr-Vd计算副农机速度偏离值Verror1；S64、通过VANET获取主农机实时车速Vm，并读取主农机目标速度获得V1，通过公式Verror2＝Vm-V1计算主农机速度偏离值Verror2；S65、采集距离传感器信号，获得副农机与主农机纵向距离LMR；S66、输入到所建农机数学模型，计算获得节气门目标开度ETCd；S67、采集节气门位置传感器信号，获得节气门实际开度ETCr；S68、利用所述S66获得的节气门目标开度ETCd和所述S67获得的节气门实际开度ETCr利用公式计算ETCerror＝ETCd-ETCr；S69、将所述S68得到的数据输入到所建电子节气门力矩电机数学模型，通过模糊PID算法控制电子节气门力矩电机；S610、执行所述S61。8.根据权利要求1所述的一种基于自动导航的多种农机协同作业工作方法，其特征在于：所述主农机转向...

【专利技术属性】
技术研发人员：范鑫，夏长高，韩冰源，杨银忠，张兰春，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32