[发明专利]一种基于无人驾驶技术的耕整机

说明书

技术领域

本发明属于农机领域，尤其涉及一种基于无人驾驶技术的耕整机。

背景技术

目前的农作物耕整机需要驾驶人在舱内进行现场操作，长时间的操作不仅会使驾驶员疲惫，造成机械伤人事故，而且影响作业效率，目前已经出现遥控作业的农作物耕整机械，但是由于地形条件不一样，耕地区域边界不能实时确定，不能根据地形对车辆实现实时准确的控制，操作者难以保证稳定的耕地工况，耕地时间及质量难以保证。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于无人驾驶技术的耕整机。

本发明是这样实现的，一种基于无人驾驶技术的耕整机包括：

多个置于待处理农田的边角处的边界标记发射器；

多个置于待处理农田的障碍区域的障碍标记发射器；

安装于无人驾驶耕整机的图像获取单元、地形声呐检测单元、声音采集模块、信号接收器、信号处理模块、执行部件；

所述边界标记发射器和障碍标记发射器用于将各自的位置信号发送给所述信号接收器；所述边界标记发射器和障碍标记发射器均包括GPS定位系统和信号发射模块；所述GPS定位系统用于得到所述边界标记发射器和障碍标记发射器所在的位置信号，并通过所述信号发射模块将所述位置信号发射出去；

所述信号接收器用于接收到每一个边界标记发射器和障碍标记发射器的位置信号并发送给所述信号处理模块；

所述图像获取单元用于获取耕地区域和非耕地区域图像并生成耕地边界位置数据发送给信号处理模块；

所述地形声呐检测单元用于通过多波束同时获得回波图像和地形高程数据，根据地形高程数据构建地形高程模型；

所述声音采集处理模块用于实时采集耕整机运行时的声音信号，并将当前声音信号与正常耕地时的标定声音信号作比对；若当前声音信号与标定声音信号在阈值范围外，则向所述信号处理模块发送耕整机未耕地信号；若当前声音信号与标定声音信号在阈值范围内，则向所述信号处理模块发送耕整机正常耕地信号；

所述信号处理模块用于根据接收到的边界标记发射器发送的位置信号、障碍标记发射器发射的位置信号、地形声呐检测单元发送的地形高程数据构建待处理农田的边界区域、障碍区域及实时更新的待处理农田区域三维地形模型，并根据耕地边界位置规划行车路线，并将行车路线发送给所述执行部件；

所述执行部件根据行车路线及车辆位置控制车辆运行，并且控制耕整机的耕整犁开启或关闭；

在车辆运行过程中，所述信号处理模块根据耕整机未耕地信号或耕整机正常耕地信号调整耕整机是否停止耕地。

进一步，所述图像获取单元通过以下方法获取获取耕地区域和非耕地区域图像并生成耕地边界位置：

步骤一、耕地过程中实时拍摄待处理处理农田，获取源图像；

步骤二、建立灰度直方图统计图像灰度分布，通过分段灰度线性变换增强图像对比度后，使用高斯滤波进行平滑处理，完成图像的预处理；

步骤三、获取源图像的每个像素点的灰度值以及图像的灰度区间；

步骤四、根据每个像素点的灰度值、灰度区间和所述确定的个数，计算每个分割阈值的数值，根据每个分割阈值的数值，确定位于前景图像的边界上的像素点，以确定图像中的前景图像的图像边界；

步骤五、使用Canny算子完成图像边缘特征点的提取；

步骤六、通过地形声呐检测单元建立的地形高程模型和图像边缘特征点确定精细图像边界。

进一步，所述执行部件包括与信号处理模块电性连接的车辆方向控制单元、车辆油门控制单元、车辆刹车控制单元和耕整犁控制单元；

所述车辆方向控制单元具有一方向控制模块及由该方向控制模块控制的车辆转向机构，该方向控制模块与信号处理模块连接，用于根据图像获取单元生成的耕地边界位置及信号处理模块构建的待处理农田的边界区域和障碍区域控制车辆转向机构动作；

所述车辆油门控制单元包括一车辆油门控制模块及与该车辆油门控制模块连接的节气门行程检测模块、节气门执行机构，所述车辆油门控制模块与信号处理模块连接，所述油门控制模块用于获取节气门行程检测模块的检测结果，根据图像获取单元生成的耕地边界位置及信号处理模块构建的待处理农田的边界区域、障碍区域、待处理农田区域三维地形模型控制节气门执行机构动作；

所述车辆刹车控制单元包括一制动单元及与该制动单元连接的燃油控制阀、刹车器，所述制动单元与信号处理模块连接，用于根据信号处理模块构建的待处理农田的边界区域、障碍区域、待处理农田区域三维地形模型控制燃油控制阀的开合及刹车器的动作；