一种作业车辆测速方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种作业车辆测速方法及系统，包括：采集车辆的第一速度信息、实时图像序列和全姿态数据信息；根据所述实时图像序列获取第二速度信息，并根据所述全姿态数据信息获取纵横向速度分量信息；根据所述第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息，获取实时速度信息。本发明专利技术实施例提供的作业车辆测速方法及系统，采用多种传感器相结合的方式通过将机器视觉测速与传统的GNSS及惯性测速相融合，能够实现对各种工况下的运行车辆的稳定速度测量。从而为精准作业中的变量施肥、变量施药、精密播种以及农机自动驾驶中的速度控制提供必要保障。的速度控制提供必要保障。的速度控制提供必要保障。

【技术实现步骤摘要】
一种作业车辆测速方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能检测
，尤其涉及一种作业车辆测速方法及系统。

技术介绍

[0002]随着智能农机应用及需求的不断扩大，以自动驾驶及精准作业为核心的智能化作业对提高农业生产效率和农产品质量起到关键作用。相比较于传统农机，智能农机对获取信息的准确性及实时性提出了更高要求。其中，车辆行进速度信号对车辆控制的稳定性及作业的精确性至关重要。
[0003]当前普遍采用的测速方法可分为两类：基于地面的速度测量方法，和基于轮速的速度测量。基于地面的速度测量方式主要包括多普勒测速雷达、惯性传感器、卫星信号接收器(Global Navigation Satellite System，GNSS)测速等；基于轮速的速度测量方式主要包括光电编码器测速、霍尔传感器测速等。
[0004]多普勒测速雷达通常价格较为昂贵，且所获取信息较为单一，不适宜于农业车辆及农业环境的应用；轮速测量方法易存在较大的打滑引起的测量误差；GNSS测速受信号环境及车辆运动状态影响，在车辆运动速度较低的情况下速度测量精度和稳定性不佳。
[0005]现有的单一化的测速方法在一定条件下可实现车辆速度信息，但均存在各个方面的缺陷制约。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种作业车辆测速方法及系统，用以解决现有技术在速度检测过程中，对于传感器的使用过于单一的缺陷，能提高田间农作车辆测速的精度和适用性。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供一种作业车辆测速方法，主要包括：采集车辆的第一速度信息、实时图像序列和全姿态数据信息；根据所述实时图像序列获取第二速度信息，并根据所述全姿态数据信息获取纵横向速度分量信息；根据所述第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息，获取实时速度信息。
[0008]可选地，所述第一速度信息是利用卫星信号接收器获取的；所述卫星信号接收器设置于所述车辆的后轴中心点或车体中心点。
[0009]可选地，所述实时图像序列是利用视觉传感器按预设周期采样获取的；所述视觉传感器前向设置于所述车辆上。
[0010]可选地，所述全姿态数据信息包括加速度信息、第三速度信息及姿态角信息；所述全姿态数据信息是利用航姿参考单元和光电编码器所构成的惯性测量单元获取的；所述航姿参考单元设置于所述车辆的中心轴线上，所述光电编码器设置于所述车辆的左右车轮或履带轮内侧。
[0011]可选地，所述根据第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息，获取实时速度信息，包括：基于卡尔曼滤波算法，对所述第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息进行融合后，获取所述实时速度信息。
[0012]第二方面，本专利技术实施例还提供一种作业车辆测速系统，包括控制器模块和数据采集模块；数据采集模块，用于采集车辆的第一速度信息、实时图像序列和全姿态数据信息；控制器模块，用于根据实时图像序列获取第二速度信息，并根据所述全姿态数据信息获取纵横向速度分量信息；所述控制器模块，还用于根据所述第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息，获取实时速度信息。
[0013]可选地，所述数据采集模块包括卫星信号接收器、视觉传感器和惯性测量单元；所述卫星信号接收器用于获取所述第一速度信息，所述视觉传感器用于获取所述实时图像序列，所述惯性测量单元用于获取所述全姿态数据信息；所述全姿态数据信息包括加速度信息、第三速度信息及姿态角信息。
[0014]可选地，所述惯性测量单元包括航姿参考单元和光电编码器。
[0015]第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述作业车辆测速方法的步骤。
[0016]第四方面，本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述作业车辆测速方法的步骤。
[0017]本专利技术实施例提供的作业车辆测速方法及系统，采用多种传感器相结合的方式通过将机器视觉测速与传统的GNSS及惯性测速相融合，能够实现对各种工况下的运行车辆的稳定速度测量。从而为精准作业中的变量施肥、变量施药、精密播种以及农机自动驾驶中的速度控制提供必要保障。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术实施例提供的一种作业车辆测速方法的流程示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例提供的数据采集模块的安装结构示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的一种作业车辆测速系统的结构示意图；
[0022]图4是本专利技术实施例提供的一种视觉里程计的工作流程示意图；
[0023]图5是本专利技术实施例提供的一种多传感器速度信息融合方法的流程示意图；
[0024]图6是本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]由于农业环境的特殊性，非结构化地面环境及打滑、侧滑等因素均会造成较大的
测速误差。目前普遍采用的车辆测速方法，如：目前对农业车辆速度要求较高的应用中所采用的GNSS测速与编码器测速相融合的方法，均无法有效克服车速较低和打滑率较高工况下的系统测速误差，难以满足对低速精确测量和定速精度控制要求较高的精确施药、自动化种植等作业环节。
[0027]有鉴于此，本专利技术实施例提供的作业车辆测速方法，通过融合多种传感器系统，以降低对单一传感器的依赖，突破单一传感器使用性能的局限性，以实现智能作业车辆精准作业及定位功能，满足对车辆行进过程中的速度稳定、精确测量的要求，提高智能作业的功效。
[0028]如图1所示，本专利技术实施例提供一种作业车辆测速方法，包括但不限于以下步骤：
[0029]步骤S1：采集车辆的第一速度信息、实时图像序列和全姿态数据信息；
[0030]步骤S2：根据所述实时图像序列获取第二速度信息，并根据所述全姿态数据信息获取纵横向速度分量信息；
[0031]步骤S3：根据所述第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息，获取实时速度信息。
[0032]其中，第一速度信息是利用GNSS接收器获取的，第一速度信息能够表征车辆当前的绝对速度信息。
[0033]进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种作业车辆测速方法，其特征在于，包括：采集车辆的第一速度信息、实时图像序列和全姿态数据信息；根据所述实时图像序列获取第二速度信息，并根据所述全姿态数据信息获取纵横向速度分量信息；根据所述第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息，获取实时速度信息。2.根据权利要求1所述的作业车辆测速方法，其特征在于，所述第一速度信息是利用卫星信号接收器获取的；所述卫星信号接收器设置于所述车辆的后轴中心点或车体中心点。3.根据权利要求1所述的作业车辆测速方法，其特征在于，所述实时图像序列是利用视觉传感器按预设周期采样获取的；所述视觉传感器前向设置于所述车辆上。4.根据权利要求1所述的作业车辆测速方法，其特征在于，所述全姿态数据信息包括加速度信息、第三速度信息及姿态角信息；所述全姿态数据信息是利用航姿参考单元和光电编码器所构成的惯性测量单元获取的；所述航姿参考单元设置于所述车辆的中心轴线上，所述光电编码器设置于所述车辆的左右车轮或履带轮内侧。5.根据权利要求1所述的作业车辆测速方法，其特征在于，所述根据第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息，获取实时速度信息，包括：基于卡尔曼滤波算法，对所述第一速度信息、所述第二速度信息和所述纵横向速度分量信息进行融合后，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立平，张林焕，张瑞瑞，李龙龙，褚旭飞，华玟，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：