[发明专利]一种南方小区域水田作业定位系统和方法

说明书

本发明公开了一种南方小区域水田作业定位系统及定位方法，所述系统包括：UWB定位三基站，三个定位基站部署于水田中，用于获取UWB定位标签的数据包；定位与通信终端，设置于农业机械上，包括用于与系统中其他模块通信的通信模块、存储有数据包的UWB定位标签、用于计算定位坐标的信息处理模块；数据处理中心，用于规划和控制农业机械作业路径。本发明可实现田间农业机械精准定位。

技术领域

本发明涉及高精度定位技术领域，特别涉及一种南方小区域水田作业定位系统和方法。

背景技术

随着我国经济不断发展，人工成本也不断攀升。传统播种方式采用人工播种，此方式劳动强度大、人工成本高，越来越多的企业选择用自动化机器代替人工，以实现资源的更高效利用。因此，对作业机械的定位精度要求越来越高。同时现有的传统定位，例如GPS定位存在稳定性不高，易受干扰的问题，而且在同等精度下，GPS定位的成本相对较高，对于南方小区域水田并不适用；而定位精度相对较高的RTK定位技术由于其技术门槛高，价格也不够亲民，所以也不太适用于南方小区域。在实现相对高精度的定位技术上，UWB定位技术成本更低，更具优势。因此，研究一种基于云和UWB的南方小区域水田作业机械的高精度定位技术显得格外重要，具有广大的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种南方小区域水田作业定位系统和方法，此系统及方法可实现田间农业机械精准定位。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种南方小区域水田作业定位系统，包括：

UWB定位三基站，三个定位基站呈等腰三角形部署于水田中，用于获取UWB定位标签的数据包；

定位与通信终端，设置于农业机械上，包括用于与系统中其他模块通信的通信模块、存储有数据包的UWB定位标签、用于计算定位坐标的信息处理模块；

数据处理中心，用于规划和控制农业机械作业路径。

优选的，所述通信模块为4G通信模块。

优选的，所述定位与通信终端还包括陀螺仪，与通过通信模块与数据处理中心通信，用于获取农业机械车头方向与规划路径之间的角度。

更进一步的，所述数据处理中心与通信模块数据连接，包括云服务器和客户端，所述云服务器具体包括用于规划路径的路径规划单元和用于路径修正的路径修正单元，所述客户端用于获取作业范围和垄距。

优选的，所述云服务器还包括存储单元，用于存储农业机械的作业路径，建立数据库，便于以后的数据分析。

一种基于上述任一项定位系统的定位方法，包括如下步骤：

规划农业机械路径并控制农业机械运行；

UWB定位三基站与UWB定位标签通过互发数据包，获取基站和标签之间的通讯时间，由通信模块的传输速度求得基站与标签之间的距离，取三基站两腰所测得的距离进行滤波和相加求平均处理，进而通过综合三个基站与标签的距离解出标签坐标。

优选的，所述UWB定位三基站与UWB定位标签通过互发数据包，确定农业机械实时位置具体为：

通过传输数据包获取基站和标签之间的通讯时间，由超宽带的传输速度求得基站与标签之间的距离，进而通过综合三个基站与标签的距离解出标签坐标。

优选的，在定位过程中，实时矫正农业机械姿态，具体步骤为：

获取农业机械车头方向与规划路径之间的角度，并与规划路径进行对比，控制农业机械车头方向以减小该角度。

优选的，所述路径规划方法为：

获得作业范围及垄距，通过网络发送至云服务器以规划农用机械路径；