一种基于2D激光扫描的果园车辆自动导航系统技术方案

本实用新型专利技术一种基于2D激光扫描的果园车辆自动导航系统，主要包括2D激光扫描仪，上位机PC，主控制器，霍尔编码器、电机驱动器、步进电机和转向执行机构。其特征在于：上位机PC对所获取的2D激光点云数据进行滤波、聚类和直线拟合处理，解算出车辆目标转向角，霍尔编码器采集车辆当前前轮转角信息并传输给主控制器，主控制器通过模糊PID控制将转角信息转换成控制信号输出给电机驱动器，驱动器通过控制步进电机转动从而带动车辆转向执行机构动作，使车辆转角达到目标值。本实用新型专利技术在非结构化果园环境下可以快速定位车辆位置，并准确拟合出导航基准线，实现了果园车辆的自主行走作业，降低了系统成本，提高了工作的可靠性和安全性。

An automatic navigation system for orchard vehicles based on 2D laser scanning

The utility model relates to an orchard vehicle automatic navigation system based on 2D laser scanning, which mainly includes 2D laser scanner, upper computer PC, main controller, hall encoder, motor driver, step motor and steering actuator. It is characterized by: the PC of the upper computer filters, clusters and straight-line fits the 2D laser point cloud data obtained, calculates the target steering angle of the vehicle, the hall encoder collects the current front wheel steering angle information of the vehicle and transmits it to the main controller, the main controller converts the steering angle information into the control signal and outputs it to the motor driver through the fuzzy PID control, and the driver controls the step motor The rotation can drive the vehicle steering actuator to act and make the vehicle angle reach the target value. The utility model can quickly locate the vehicle position in the unstructured orchard environment, and accurately fit the navigation reference line, realize the independent walking operation of orchard vehicles, reduce the system cost, and improve the reliability and safety of the work.

【技术实现步骤摘要】
一种基于2D激光扫描的果园车辆自动导航系统
本技术涉及一种果园车辆自动导航系统，具体涉及一种基于2D激光扫描的果园车辆自动导航系统，属于果园农业机械控制领域。
技术介绍
中国是水果生产大国，截至2016年我国水果种植面积约为1725万公顷，各类水果产量约为28319万吨，无论是面积还是产量均居世界第一，但由于我国是人口大国，为解决粮食安全问题，国家农业机械化战略布局主要针对小麦、玉米、水稻等主要粮食作物展开，对于水果等经济作物的关注和投入相对较少；加之我国果树种植主要集中在丘陵地区，果园生产条件较差，农机农艺结合不紧密的问题广泛存在，使得我国果园机械化发展相对滞后。20世纪80年代以来，计算机和信息技术迅猛发展，农业机器人已成为智能农机装备和精准农业的重要组成部分。自动导航系统集成了环境感知、精准定位和路径规划等功能，可使机械在无人操控的情况下实现多功能作业，提高了果园作业效率和质量，降低了劳动成本，该项技术在未来农业领域将会发挥越来越重要的作用。GNSS是一种典型的全局定位方法，用户可在果园作业车辆上配备一台高精度GNSS来实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于2D激光扫描的果园车辆自动导航系统，主要包括2D激光扫描仪，上位机PC，主控制器，霍尔编码器、电机驱动器、步进电机和转向执行机构，其特征在于：所述的2D激光扫描仪通过螺栓连接安装在车辆前端，所述的2D激光扫描仪与上位机PC通过网口通信，所述的霍尔编码器安装在车辆前轮轴上并与主控制器相连，所述的电机驱动器与主控制器相连，所述的步进电机安装在车辆转向执行机构上并与电机驱动器相连，所述的主控制器与上位机PC通过RS232双向连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于2D激光扫描的果园车辆自动导航系统，主要包括2D激光扫描仪，上位机PC，主控制器，霍尔编码器、电机驱动器、步进电机和转向执行机构，其特征在于：所述的2D激光扫描仪通过螺栓连接安装在车辆前端，所述的2D激光扫描仪与上位机PC通过网口通信，所述的霍尔编码器安装在车辆前轮轴上并与主控制器相连，所述的电机驱动器与主控制器相连，所述的步进电机安装在车辆转向执行机构上并与电机驱动器相...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，郭成洋，高泽宁，周建国，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61