一种高质量作业插秧机及其导航控制方法技术

本发明专利技术涉及农机导航控制技术领域，公开了一种高质量作业插秧机及其导航控制方法。本发明专利技术创造提供了一种能够提高插秧作业质量的新型高速插秧机，即通过在插秧机车身上增配横向往复移动机构和机具定位器，可以在基于车身定位器的定位结果控制行走车跟随规划行走路线的同时，还可以基于所述机具定位器的定位结果来发现插秧机具是否偏离所述规划行走路线，并在发现偏离时可以通过所述横向往复移动机构及时地驱动所述插秧机具靠近所述规划行走路线，使所述插秧机具能够相对于所述行走车独立自由地及时跟随规划行走路线，避免出现种植不均匀的现象，提高插秧作业质量，特别适用于在平整度差的地块上进行插秧作业。平整度差的地块上进行插秧作业。平整度差的地块上进行插秧作业。

【技术实现步骤摘要】
一种高质量作业插秧机及其导航控制方法


[0001]本专利技术属于农机导航控制
，具体地涉及一种高质量作业插秧机及其导航控制方法。

技术介绍

[0002]我国农业生产机械化的作业面积已经超过80％，农业机械化极大地提高了农业的生产效率，保障了我国的粮食持续增产，但当前劳动力极度紧张，而且即使驾驶农机作业，工作环境依然比较恶劣，还需新技术继续提高农业机械化的效率、减轻作业人员的劳动强度和减少作业人员的用工需求。目前，机械化插秧已经得到较为广泛的应用，乘坐式高速插秧机、步行式插秧机和抛秧机等各种机型均得到了作业应用，其中，乘坐式高速插秧机由于工作效率高，工作条件较为舒适，受到广大农民的欢迎，在我国已经得到大量推广，作业效率也大幅提高，特别适用于南方地区的双季或三季稻作制度，或者东北地区的单季稻作制度。
[0003]目前，为了减少高速插秧机的用工量，驾驶部分陆续采用基于卫星定位技术的导航自动驾驶技术。该技术采用车身定位器、导航控制器和电控方向盘等部件组成了导航自动驾驶系统，可基于高精度卫星定位技术，由导航控制器根据车身定位器的定位结果，通过电控方向盘来控制插秧机跟随预设的规划行走路线前进，实现沿着所述规划行走路线完成插秧作业的目的。虽然现有的导航自动驾驶系统可以使插秧机在平整地块上与规划行走路线的偏差控制在10cm以内，但是由于插秧机为水田作业，在插秧之前，种植地块要进行平整地、灌水和打浆作业，即使通过平整地环节也无法保证地块绝对的平整，所以在插秧机作业过程中，作业地块所具有的平整度非均匀性会导致插秧机车身在行驶过程中出现侧滑现象，如图1所示。
[0004]由于现有导航自动驾驶系统主要是在车辆行驶方面做导航考虑，优先保证车辆行驶的路线跟随性，而不是从作业质量角度出发去更直接地解决问题。因此在插秧机车身发生侧滑时，如果侧向滑移量过大，即使利用现有控制流程可以再把车辆纠正到规划行走线路上来，但是考虑实际情况(例如，插秧机车身的大转动惯量、体积和相关尺寸等情况)，在控制路线跟随过程中会不可避免地出现纠正效果严重滞后的问题，使得插秧机车身不能快速地跟随到规划行走线路上来，如此会导致出现种植不均匀的现象，使得插秧作业质量下降。

技术实现思路

[0005]为了解决现有导航自动驾驶系统在插秧机车身发生侧滑时，存在插秧机车身不能快速地跟随到规划行走线路上来，导致出现种植不均匀现象和插秧作业质量下降的问题，本专利技术目的在于提供一种高质量作业插秧机及其导航控制方法，可以使插秧机具能够相对于行走车独立自由地及时跟随规划行走路线，避免出现种植不均匀的现象，提高插秧作业质量，特别适用于在平整度差的地块上进行插秧作业。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种高质量作业插秧机，包括有行走车、电控方向盘、插秧机具、横向往复移动机构、车身定位器、机具定位器和导航控制器，其中，所述横向往复移动机构安装在所述行走车上且用于驱动所述插秧机具在横向上自由平移，所述车身定位器与所述行走车绑定且用于获取所述行走车的定位信息，所述机具定位器与所述插秧机具绑定且用于获取所述插秧机具的定位信息，所述横向与所述行走车的行走方向垂直；
[0007]所述导航控制器分别通信连接所述电控方向盘、所述横向往复移动机构、所述车身定位器和所述机具定位器，用于根据来自所述车身定位器的车身实时定位信息，通过所述电控方向盘控制所述行走车跟随预设的规划行走路线，以及用于根据来自所述机具定位器的机具实时定位信息，通过所述横向往复移动机构控制所述插秧机具跟随所述规划行走路线。
[0008]基于上述
技术实现思路
，可提供一种能够提高插秧作业质量的新型高速插秧机，即通过在插秧机车身上增配横向往复移动机构和机具定位器，可以在基于车身定位器的定位结果控制行走车跟随规划行走路线的同时，还可以基于所述机具定位器的定位结果来发现插秧机具是否偏离所述规划行走路线，并在发现偏离时可以通过所述横向往复移动机构及时地驱动所述插秧机具靠近所述规划行走路线，使所述插秧机具能够相对于所述行走车独立自由地及时跟随规划行走路线，避免出现种植不均匀的现象，提高插秧作业质量，特别适用于在平整度差的地块上进行插秧作业。
[0009]在一个可能的设计中，还包括有通信连接所述导航控制器的转角传感器/和姿态传感器，其中，所述转角传感器布置在所述行走车的前部且用于采集所述行走车的前轮转向角度，所述姿态传感器布置在所述行走车上且用于采集所述行走车的车身姿态数据；
[0010]所述导航控制器还用于在通过所述电控方向盘控制所述行走车转向时，根据来自所述转角传感器的前轮实时转向角度信息/和来自所述姿态传感器的车身实时姿态数据信息，调整控制所述电控方向盘的实时旋转角度，动态纠正所述行走车的转向。
[0011]在一个可能的设计中，所述横向往复移动机构采用电动推杆机构或由液压比例阀组控制液压油缸进行直线往复移动的机构。
[0012]在一个可能的设计中，所述横向往复移动机构的横向往复移动距离小于或等于30cm。
[0013]在一个可能的设计中，还包括有秧盘承载支架，其中，所述秧盘承载支架固定安装在所述行走车的前部，所述车身定位器固定安装在所述秧盘承载支架的顶部横向杆上的横向中间位置。
[0014]在一个可能的设计中，所述机具定位器固定安装在所述插秧机具的横向中心位置。
[0015]在一个可能的设计中，所述车身定位器或所述机具定位器采用基于载波相位差分技术PTK的GPS定位器。
[0016]第二方面，本专利技术还提供了一种前述第一方面或任意可能设计所述高质量作业插秧机的导航控制方法，所述导航控制方法在插秧机行走过程中由导航控制器执行，包括：
[0017]接收由机具定位器获取的机具实时定位信息；
[0018]根据所述机具实时定位信息，确定插秧机具的机具横向中心偏离规划行走路线的第一实时偏差距离；
[0019]判断所述第一实时偏差距离是否等于零值；
[0020]若否，则向横向往复移动机构发送第一控制指令，以便通过所述横向往复移动机构控制所述插秧机具跟随所述规划行走路线，其中，所述第一控制指令用于指示所述横向往复移动机构驱动所述插秧机具向靠近所述规划行走路线的方向平移所述第一实时偏差距离。
[0021]在一个可能的设计中，所述导航控制方法还包括：
[0022]接收由车身定位器获取的车身实时定位信息；
[0023]根据所述车身实时定位信息，确定所述行走车的车身横向中心偏离所述规划行走路线的第二实时偏差距离；
[0024]判断所述第二实时偏差距离是否大于或等于预设阈值；
[0025]若是，则向电控方向盘发送第二控制指令，以便通过所述电控方向盘控制所述行走车跟随所述规划行走路线，其中，所述第二控制指令用于指示所述电控方向盘驱动所述行走车向靠近所述规划行走路线的方向行驶。
[0026]在一个可能的设计中，当还包括有通信连接所述导航控制器的转角传感器/和姿态传感器时，在向电控方向盘发送第二控制指令之后，所述导航控制方法还包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高质量作业插秧机，包括有行走车(1)、电控方向盘(2)和插秧机具(3)，其特征在于，还包括有横向往复移动机构(4)、车身定位器(5)、机具定位器(6)和导航控制器，其中，所述横向往复移动机构(4)安装在所述行走车(1)上且用于驱动所述插秧机具(3)在横向上自由平移，所述车身定位器(5)与所述行走车(1)绑定且用于获取所述行走车(1)的定位信息，所述机具定位器(6)与所述插秧机具(3)绑定且用于获取所述插秧机具(3)的定位信息，所述横向与所述行走车(1)的行走方向垂直；所述导航控制器分别通信连接所述电控方向盘(2)、所述横向往复移动机构(4)、所述车身定位器(5)和所述机具定位器(6)，用于根据来自所述车身定位器(5)的车身实时定位信息，通过所述电控方向盘(2)控制所述行走车(1)跟随预设的规划行走路线，以及用于根据来自所述机具定位器(6)的机具实时定位信息，通过所述横向往复移动机构(4)控制所述插秧机具(3)跟随所述规划行走路线。2.如权利要求1所述的高质量作业插秧机，其特征在于，还包括有通信连接所述导航控制器的转角传感器(8)/和姿态传感器(9)，其中，所述转角传感器(8)布置在所述行走车(1)的前部且用于采集所述行走车(1)的前轮转向角度，所述姿态传感器(9)布置在所述行走车(1)上且用于采集所述行走车(1)的车身姿态数据；所述导航控制器还用于在通过所述电控方向盘(2)控制所述行走车(1)转向时，根据来自所述转角传感器(8)的前轮实时转向角度信息/和来自所述姿态传感器(9)的车身实时姿态数据信息，调整控制所述电控方向盘(2)的实时旋转角度，动态纠正所述行走车(1)的转向。3.如权利要求1所述的高质量作业插秧机，其特征在于，所述横向往复移动机构(4)采用电动推杆机构或由液压比例阀组控制液压油缸进行直线往复移动的机构。4.如权利要求1所述的高质量作业插秧机，其特征在于，所述横向往复移动机构(4)的横向往复移动距离小于或等于30cm。5.如权利要求1所述的高质量作业插秧机，其特征在于，还包括有秧盘承载支架(10)，其中，所述秧盘承载支架(10)固定安装在所述行走车(1)的前部，所述车身定位器(5)固定安装在所述秧盘承载支架(10)的顶部横向杆(101)上的横向中间位置。6.如权利要求1所述的高质量作业插秧机，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周中华，
申请(专利权)人：北京博创联动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：