[发明专利]一种多塔车同步行走控制装置及方法

说明书

本发明提供一种同步行走控制装置及方法，用于控制喷灌机的多个塔车同步行走，包括：导航系统控制单元(1)和运动控制单元(2)，每个塔车上安装有运动控制单元(2)；运动控制单元(2)用于获取各塔车当前的航向信息和速度信息，并根据导航系统控制单元(1)发送的差分数据得到各塔车当前的位置信息；导航系统控制单元(1)用于根据各塔车当前的位置信息、航向信息、速度信息及预先设定的各塔车的行走路径，得到各塔车下一状态同步行走的控制参数并发送至运动控制单元(2)，使得运动控制单元(2)根据控制参数控制各塔车同步行走。该装置控制精度及时效性高，减小了多塔车行走时的横向误差及前后误差，提高塔车行走的稳定性及一致性。

技术领域

本发明涉及农机导航技术领域，尤其涉及一种多塔车同步行走控制装置及方法。

背景技术

喷灌机作为一种常见的灌溉手段，由于其具有高度自动化、工作效率高等特点，非常适于大面积种植区使用。相对于传统的喷/滴灌系统，喷灌机不必预先在地下铺设喷灌管道，以及后期复杂的设备维护，具有更高的自由度。

目前，常见的喷灌机导航控制方式有以下三种：地下磁性线缆导航、犁沟导航和GPS导航。地下磁性线缆导航是最常见也是最成功的一种喷灌机导航控制方式，但是该控制方式不适用于地表存在石块的种植区，并且地下磁性线缆维护昂贵，老化较快，该导航控制方式受制于磁性线缆的铺设范围，自由地较低。犁沟导航需要在作物区挖掘一定深度的导航沟，需要较高的人力成本，且导航控制精度不高。基于GPS的喷灌机导航控制技术不需要在种植区安装额外的设备，并且不受单一场地的限制，近些年来逐渐发展起来。

然而，目前的基于GPS导航的喷灌机产品，其主要在喷灌机的两侧节点放置GPS定位模块，中间通过两塔车之间的角度传感器或微动开关来控制中间塔车动力机构实现塔车的整体运行。这种导航控制方式能够保持喷灌机整体同步行走，但各塔车之间节点的线性度不高；当塔车在行走控制中整体偏离导航路径时也无法进行自我校正，各塔车之间的控制协同性也有待提高，无法完全满足精准喷灌的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有的技术问题，本发明提供一种多塔车同步行走控制装置及方法，用于至少部分解决以上技术问题。

(二)技术方案

本发明提出一种同步行走控制装置，用于控制喷灌机的多个塔车同步行走，包括：导航系统控制单元1和运动控制单元2，每个塔车上安装有至少一个所述运动控制单元2；运动控制单元2用于获取各塔车当前的航向信息和速度信息，并接收导航系统控制单元1发送的差分数据，根据差分数据得到各塔车当前的位置信息；导航系统控制单元1用于根据各塔车当前的位置信息、航向信息、速度信息及预先设定的各塔车的行走路径，得到各塔车下一状态同步行走的控制参数并发送至运动控制单元2，使得运动控制单元2根据控制参数控制各塔车同步行走。

可选地，导航系统控制单元1包括：实时动态基站3，用于生成差分数据；中心处理器9，用于根据各塔车当前的位置信息、航向信息、速度信息及预先设定的所述各塔车的行走路径，得到各塔车下一状态同步行走的控制参数；第二无线数传电台11，用于与运动控制单元2进行数据传输。

可选地，运动控制单元2包括：实时动态移动站4，用于根据所述差分数据得到各塔车的定位数据，并获取自身天线位置数据；变频电机7；变频电机控制器6，用于获取变频电机7的实际工作频率与转速，并根据控制参数控制所述变频电机7驱动各塔车同步行走；塔跨角度传感器8，用于获取各塔车的塔跨角度，塔跨角度为塔车的塔架与塔车前进方向的倾角；导航控制器5，用于计算定位数据得到位置信息，计算塔跨角度及天线位置数据得到航向信息，计算实际工作频率与转速得到速度信息；第一无线数传电台10，用于与导航系统控制单元1进行数据传输。

可选地，实时动态基站3还用于根据自身位置建立基站位置坐标，该基站位置坐标用于中心处理器9根据位置信息对各塔车行走时的直线度进行检测。