[实用新型]一种果园履带拖拉机导航控制系统

说明书

本实用新型公开一种果园履带拖拉机导航控制系统，包括柴油发动机、GNSS移动站、移动站天线、GNSS基站、基站天线、2D激光雷达、数传电台Ⅰ、电台天线Ⅰ、数传电台Ⅱ、电台天线Ⅱ、PC端控制器，Arduino Mega 2560控制板、电磁阀、液压系统。利用2D激光雷达对拖拉机周围环境进行扫描，GNSS导航设备获取拖拉机位置信息；PC端控制器根据2D激光雷达扫描结果实时规划作业路径，比较拖拉机当前位置与规划路径偏差，给出控制命令；拖拉机上的Arduino Mega 2560控制板控制电磁阀，进而控制液压系统，进一步控制拖拉机转向实现规划路径跟踪；拖拉机和PC端控制器间使用数传电台进行通信。本实用新型能够提高履带拖拉机在果园内的导航作业效果，实用价值高，有较强的推广与应用价值。

技术领域

本实用新型涉及果园机械导航领域，具体涉及一种果园履带拖拉机导航控制系统。

背景技术

我国是世界上第一大水果生产国，水果产业是农业增收的重要产业之一，但是目前我国果园经济效益大多来自处于淘汰边缘的老果园；同时，依靠传统人工作业方式生产效率低，亟需引入具有自主导航功能的果园机械。导航关键技术主要包括：环境感知、路径规划和运动控制，但老果园受限于果树种植条件，预先设定的导航路径相对于果树行距中心有一定偏差，在一定程度上导致果园内导航作业效果不理想。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种果园履带拖拉机导航控制系统。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种果园履带拖拉机导航控制系统，包括动力系统、感知系统、数据传输系统和控制系统。

具体的，所述动力系统包括柴油发动机；所述感知系统包括GNSS移动站、移动站天线、GNSS基站、基站天线、2D激光雷达；所述数据传输系统包括数传电台Ⅰ、电台天线Ⅰ、数传电台Ⅱ和电台天线Ⅱ；所述控制系统包括PC端控制器、Arduino Mega 2560控制板、电磁阀、液压系统。

其特征在于：所述柴油发动机、GNSS移动站、移动站天线、2D激光雷达、数传电台Ⅰ、电台天线Ⅰ、Arduino Mega 2560控制板，电磁阀，液压系统安装在果园履带拖拉机上，其中，移动站天线与GNSS移动站相连，GNSS移动站、2D激光雷达、Arduino Mega 2560控制板与数传电台Ⅰ相连，电磁阀与Arduino Mega 2560控制板相连；GNSS基站、基站天线、PC端控制器、数传电台Ⅱ和电台天线Ⅱ位于果园履带拖拉机作业时50m范围内，其中基站天线与GNSS基站相连，电台天线Ⅱ与数传电台Ⅱ相连，数传电台Ⅱ与PC端控制器相连。

所述的柴油发动机为果园履带拖拉机提供前进动力；所述 GNSS基站将观测达到的卫星数据，通过基站天线实时发送出去，安装在果园履带拖拉机上的GNSS移动站在接收卫星数据的同时，也通过移动站天线接收来自GNSS基站的数据，通过对收到的信号进行处理，给出履带拖拉机的位置信息；所述2D激光雷达不断对果园履带拖拉机周围的环境进行扫描，当碰到障碍物时，激光脉冲产生反射，2D激光雷达接收反射信号形成对周围环境的探测结果；果园履带拖拉机位置信息和2D激光雷达对周围的探测结果通过数据传输系统发送给PC端控制器；所述PC端控制器对2D激光雷达的扫描结果进行处理，并实时规划果树行内作业路径，同时，对比果园履带拖拉机当前位置相对于规划作业路径的偏差，给出果园履带拖拉机行驶控制命令；行驶控制命令通过数据传输系统发送至安装在拖拉机上的ArduinoMega 2560控制板，Arduino Mega 2560控制板控制电磁阀，进而控制液压系统，进一步控制果园履带拖拉机转向实现规划路径跟踪。