[发明专利]一种智能拖拉机田间避障控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种智能拖拉机田间避障控制系统及方法，包括中央处理模块、图像采集组件、油门控制阀熄火控制组件和电动刹车控制组件，中央处理模块分别与图像采集组件、油门控制阀熄火控制组件和电动刹车控制组件实现双向电性连接，本发明涉及农业种植控制系统技术领域。该智能拖拉机田间避障控制系统及方法，可实现使用实时摄像设备配合简单的深度测距算法，来代替价格昂贵的各个传感设备，大大降低整个拖拉机避障系统的生产设计成本，达到既廉价又高精度的对拖拉机前方的障碍物进行智能识别和避让的目的，同时实现在拖拉机紧急制动避障前对驾驶员进行预警提醒，达到降低多次紧急制动对拖拉机行驶构件造成磨损的目的。

技术领域

本发明涉及农业种植控制系统技术领域，具体为一种智能拖拉机田间避障控制系统及方法。

背景技术

我国虽是农业大国，但智能农业的发展水平却相对落后于欧美等国家，2010年，Bakker,Asselt,Bontsema等人提出的玉米田除草机器人通过拖拉机引导系统分别记录初始路径和播种路径位置(A-B线)，再将(A-B线)引入现有的自动进料器，从而生成拖拉机行走路线图，提高导航精度并且达到避障效果，2011年，Takaibarawid等人通过使用RTK-GPS和IMU作为自主导航传感器，并以不同的速度对履带式拖拉机进行试验，其横向误差为1cm到3cm，同年，Noguchi等人使用二维激光扫描仪作为传感器，放置于拖拉机前段以获取相关距离与角度，当激光扫描仪在设定的扫描范围内检测到前方有障碍物时，导航程序立刻命令拖拉机停止。

目前采用的激光扫描仪、超声波传感器和多路传感设备进行拖拉机的避障制动，虽然有相对较高的精度，但造价对于农民来说却是非常昂贵的，不能实现使用实时摄像设备配合简单的深度测距算法，来代替价格昂贵的各个传感设备，无法达到既廉价又高精度的对拖拉机前方的障碍物进行智能识别和避让的目的，同时不能实现在拖拉机紧急制动避障前对驾驶员进行预警提醒，无法降低多次紧急制动对拖拉机行驶构件造成磨损的目的，大大缩短了拖拉机内部驱动构件的使用寿命，从而给人们长期安全使用拖拉机带来了极大的不便。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能拖拉机田间避障控制系统及方法，解决了现有的拖拉机避障系统造价非常昂贵，不能实现使用实时摄像设备配合简单的深度测距算法，来代替价格昂贵的各个传感设备，无法达到既廉价又高精度的对拖拉机前方的障碍物进行智能识别和避让的目的，同时不能实现在拖拉机紧急制动避障前对驾驶员进行预警提醒，无法降低多次紧急制动对拖拉机行驶构件造成磨损的目的，大大缩短了拖拉机内部驱动构件使用寿命的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种智能拖拉机田间避障控制系统，包括中央处理模块、图像采集组件、油门控制阀熄火控制组件和电动刹车控制组件，所述中央处理模块分别与图像采集组件、油门控制阀熄火控制组件和电动刹车控制组件实现双向电性连接，所述中央处理模块与目标特征点提取处理单元实现双向电性连接，且目标特征点提取处理单元包括图像亮度增强模块、图像像素RGB灰度值提取模块和特征点分组识别模块，所述图像亮度增强模块的输出端与图像像素RGB灰度值提取模块的输入端电性连接，且图像像素RGB灰度值提取模块的输出端与特征点分组识别模块的输入端电性连接，所述中央处理模块分别与连续图像采集对比分析单元和避碍决策单元实现双向电性连接。

优选的，所述连续图像采集对比分析单元包括单组动态图像导入模块、幅度梯度函数处理分析模块、多组级联整合分析模块和障碍物测距估算模块，所述单组动态图像导入模块的输出端与幅度梯度函数处理分析模块的输入端电性连接。

优选的，所述幅度梯度函数处理分析模块的输出端与多组级联整合分析模块的输入端电性连接，且多组级联整合分析模块的输出端与障碍物测距估算模块的输入端电性连接。