【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及主从定位，具体为一种农机主从伴随作业相对定位方法。
技术介绍
1、农机主从伴随作业是一种常见的农业机械作业方式，如大型收获机(主机)在收获作业时，由于粮仓容积有限，往往短时间内即可装满，此时如返回卸粮将会大大降低作业效率。因此，对于收获量大的收获作业(如青贮收获等)，往往配备伴随作业的运粮车(从机)随同收获机一同行进，收获机将收获的产品通过输粮管道直接装入运粮车的货箱中，边行走、边收获、边装载，从而实现不停机连续收获作业。当运粮车快要装满时，只需要通知另一台运粮车及时替代即可。
2、在伴随作业过程中，运粮车(从机)必须严格保持与收获机(主机)的相对位置关系以保证可靠装载，这对于驾驶员操作提出了较高的要求。由于在伴随作业过程中收获机和运粮车的行进路线相同，完全可以将运粮车(从机)设置为自动驾驶，从而降低伴随作业驾驶难度、提高伴随作业质量，甚至可以不用驾驶员从而降低作业人工成本。
3、要实现从机自动驾驶，就必须精确测量出从机与主机之间的相对位置关系，再根据作业要求对从机进行控制以保证相对位置关系处于设定范围之内。现有的定位技术主要包括：(1)rtk定位：在主机和从机上分别安装具有rtk功能的高精度北斗或gps定位装置，分别获得主机和从机的精确位置，再通过两者位置求差获得相对位置关系，从而实现相对定位。这种方式设备成本高，且主从机之间需要互相通信，从机数量多时调度复杂。(2)无线电信标定位：分别在主机和从机上安装多个无线电测距基站和信标，通过测量各点间的相互距离计算主从机相对位置关系，该方法成本较
4、针对当前农机主从伴随作业中主机与从机之间相对定位的需要，本专利技术提出了一种农机主从伴随作业相对定位方法，具有结构原理简单，成本低廉、安装使用方便、主从机间无需通信，多从机切换方便等诸多优势。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种农机主从伴随作业相对定位方法，解决了上述
技术介绍
提到的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种农机主从伴随作业相对定位方法，包括以下步骤：
5、s1.在主机上安装三个光反射信标；
6、s2.在从机上安装旋转工作头，并在旋转工作头上安装激光发射接收装置；
7、s3.从机发射激光并接收记录三个反射信标的反射时间，激光发射器中发射一束激光，并通过旋转工作头带动激光发射器产生旋转，当激光发射器内发射的激光照射到反射信标上时，激光会被反射信标光滑的外表面反射回来，并被激光接收器接收，激光接收器内含有计时装置，在装置收到反射回来的激光后会触发计时装置并记录反射时间；
8、s4.根据三个反射时间计算从机相对于主机的坐标，计算相邻两个反射信标之间的时间差，再乘以激光旋转的角速度，即可得到相邻激光束之间的夹角，通过三组反射信标之间的安装间距，通过几何解析计算能够得到激光发射接收装置的坐标。
9、优选地，所述三组所述反射信标以直线阵列设置，且反射信标呈圆柱形设置且外表面反光。
10、优选地，所述激光发射器通过旋转工作头产生旋转，使得激光发射器发射的该束激光会在水平面内以一定的角度匀速旋转。
11、优选地，所述激光发射器内发射的激光照射到反射信标上时，激光会被反射信标光滑的外表面反射回来，经过第一反射棱镜与第二反射棱镜被激光接收器接收。
12、优选地，所述激光发射器在旋转一周后，会收到三组反射信标的反射光线，因此激光接收器会接收到三个反射信号，并通过激光接收器内的计时装置记录三个反射时间。
13、优选地，所述步骤s4中，需要将每组的反射时间与三组反射信标一一对应起来具体的。
14、一种农机主从伴随作业相对定位方法的装置，包括主机与从机，所述主机上安装有三组反射信标，所述从机上安装有固定底座，所述固定底座上安装有旋转工作头，所述旋转工作头上设置有激光发射接收装置，所述激光发射接收装置包括激光发射器与激光接收器，所述旋转工作头上设置有第一反射棱镜与第二反射棱镜。
15、(三)有益效果
16、本专利技术提供了一种农机主从伴随作业相对定位方法。具备以下有益效果：
17、(1)、该农机主从伴随作业相对定位方法在使用时，具有结构简单、成本低廉的优点，主机信标采用反射柱，使用普通不锈钢管即可加工，从机所使用的激光发射器、接收器以及相关器件和电路都有常规成熟配件且价格低廉。
18、(2)、该农机主从伴随作业相对定位方法在使用时，本专利技术具有安装使用方便的优点，安装时，本专利技术中的信标安装到主机上，只需要记录中心信标位置和各信标间距，无须任何电路安装和信号配置；激光发射接收装置也只要安装到从机指定位置并保证激光扫描平面尽量位于信标中间区域即可，原理简单，因此硬件安装完成后，基本不需要做过多的软件配置工作，使用时，主机正常作业，无需与从机通信，无需进行任何与定位有关的操作，从机主动扫描主机上的信标即可自我定位并进行跟踪，当另一台从机进入伴随作业状态时只需要打开激光扫描即可立即定位，从机之间切换也无需任何额外配置和操作。
19、(3)、该农机主从伴随作业相对定位方法在使用时，具有通用性的优点，本专利技术提出主从相对定位方法独立性强，不受gps信号和光照环境等影响，可适用室内外各种环境，同时安装使用方便，适用于大多数农业机械或其他有主从定位需要的移动作业装备。
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1.一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，所述三组所述反射信标(7)以直线阵列设置，且反射信标(7)呈圆柱形设置且外表面反光。
3.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，所述激光发射器(4)通过旋转工作头(1)产生旋转，使得激光发射器(4)发射的该束激光会在水平面内以一定的角度匀速旋转。
4.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，所述激光发射器(4)内发射的激光照射到反射信标(7)上时，激光会被反射信标(7)光滑的外表面反射回来，经过第一反射棱镜(2)与第二反射棱镜(3)被激光接收器(6)接收。
5.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，所述激光发射器(4)在旋转一周后，会收到三组反射信标(7)的反射光线，因此激光接收器(6)会接收到三个反射信号，并通过激光接收器(6)内的计时装置记录三个反射时间。
6.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相
7.根据权利要求1提出的一种农机主从伴随作业相对定位方法的装置，包括主机(8)与从机(9)，其特征在于，所述主机(8)上安装有三组反射信标(7)，所述从机(9)上安装有固定底座(5)，所述固定底座(5)上安装有旋转工作头(1)，所述旋转工作头(1)上设置有激光发射接收装置(10)，所述激光发射接收装置(10)包括激光发射器(4)与激光接收器(6)，所述旋转工作头(1)上设置有第一反射棱镜(2)与第二反射棱镜(3)。
...【技术特征摘要】
1.一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，所述三组所述反射信标(7)以直线阵列设置，且反射信标(7)呈圆柱形设置且外表面反光。
3.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，所述激光发射器(4)通过旋转工作头(1)产生旋转，使得激光发射器(4)发射的该束激光会在水平面内以一定的角度匀速旋转。
4.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相对定位方法，其特征在于，所述激光发射器(4)内发射的激光照射到反射信标(7)上时，激光会被反射信标(7)光滑的外表面反射回来，经过第一反射棱镜(2)与第二反射棱镜(3)被激光接收器(6)接收。
5.根据权利要求1所述的一种农机主从伴随作业相对定位方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊瑛，向阳，易自力，胡文武，扬赛，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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