[发明专利]基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，包括车载中央控制器、自动驾驶系统控制器、播种系统控制器、行驶状态监控装置、农机状态监控装置；车载中央控制器响应于农机移动至播种路径上，驱动播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使执行播种作业；农机状态监控用于实时监控农机播种状态参数，如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，计算补种导航规划路径。本发明能够有效协调处于完全独立状态的自动驾驶系统和播种系统，高效率、自适应地完成播种作业任务；对于播种作业任务过程中的异常状态进行及时处理，尤其是缺种异常，在不影响播种效率的前提下，自适应地完成路线调整和补种作业。

技术领域

本发明涉及智能农机技术领域，具体而言涉及一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统及其控制方法。

背景技术

农机辅助技术及无人技术是一个发展趋势，华中农业大学丁幼春等撰写的文章“小型履带式油菜播种机导航免疫PID控制器设计”针对适应于长江中下游地区稻茬田土壤黏湿、小田块的轻简化播种机智能化问题，设计了一种基于免疫PID的小型履带式油菜播种机导航控制器。以小型履带式油菜播种机为基础，利用电磁铁对其转向系统进行电控改装，采用高精度北斗定位模块和电子罗盘进行组合导航，获取履带式播种机的位置和航向信息作为导航控制器的输入，设计了小型履带式油菜播种机自动导航控制系统。但是，文中没有交代播种机是如何与履带主体平台的自动驾驶协调工作的。事实上，现有农机播种过程中仍然较难实现全自动化，原因包括但不限于以下几项：农田环境复杂，在播种过程中容易出现各种异常状态(例如，播种面积过大需要中途补种；多个播种区域需要播撒不同类型的种子；农田地形复杂，部分障碍物对播种作业产生的影响、甚至会影响到农机行进过程等)；对播种精度要求高，一旦因为异常状态带来精度下降，作物产量将会受到较大的影响，对于播种精度较低的农田区域，返工难度大，成本高昂。而现有技术中，对于播种过程中出现的各种异常状态也没有提出可行的不影响播种效率的处理方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统及其控制方法，有效协调处于完全独立状态的自动驾驶系统和播种系统，高效率、自适应地完成播种作业任务；另外，对于播种作业任务过程中的异常状态进行及时处理，尤其是缺种异常，在不影响播种效率的前提下，自适应地完成路线调整和补种作业，减少人工操作，实现农机播种的高度自动化，减少错误发生率，便于追溯历史记录。

为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，所述自适应播种控制系统包括车载中央控制器、自动驾驶系统控制器、播种系统控制器、行驶状态监控装置、农机状态监控装置；

所述车载中央控制器分别通过CAN总线与自动驾驶系统控制器、播种系统控制器连接，所述自动驾驶系统控制器与农机的自动驾驶系统连接，以控制自动驾驶系统驱动农机按照设定行驶参数沿指定路径移动，所述播种系统控制器通过电机与播种机构连接，以控制电机驱动安装在农机上的播种机构按照设定的播种参数执行播种作业；

所述车载中央控制器接收外部发送的播种任务，播种任务包括播种作业区域信息，结合播种作业区域信息计算播种路径和所需种子总量，将计算生成的播种路径发送至自动驾驶系统控制器；

所述自动驾驶系统控制器获取农机当前位置信息，控制自动驾驶系统驱动车辆沿设定路线向播种路径移动、以及按照设定行驶参数沿播种路径移动，并实时获取农机的位置信息，将农机的实时位置信息发送至车载中央控制器；

所述车载中央控制器响应于农机移动至播种路径上，发送播种启动控制信号至播种系统控制器，播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使所述播种机构结合农机实际行驶速度、按照设定的播种参数执行播种作业，并且定期或实时计算作业余量信息，将作业余量信息发送至车载中央控制器，所述作业余量信息包括种子剩余量和剩余作业面积；