CN104991559B - 一种自动巡航检测温室综合信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动巡航检测温室综合信息的方法，该方法可根据不同温室土槽结构和温室综合信息采集的需要设定最优巡航路径，通过超声位姿探测保证巡航精度，结合激光传感定位检测目标，并利用巡航间隙通过自动充电装置完成对移动平台电能的及时补充，以实现监对温室环境和作物信息的连续巡航动态监测，提高了检测效率和精度，实现无人化管理模式。本发明可应用于检测温室环境和作物生长信息。

Description

一种自动巡航检测温室综合信息的方法

技术领域

本发明属于智能农业机械领域，涉及一种检测设施作物和环境综合信息的智能检测方法，特指一种自动巡航检测温室综合信息的方法。

背景技术

我国设施面积已超过400万公顷，位于世界前列，随着温室向大型化、现代化、智能化方向迅速发展，如何提高温室作物产量、品质，提高资源利用效率，使我国由设施大国转变为设施强国成为目前设施领域发展的关键问题。我国设施环境调控起步较晚，传统的控制方式依靠人工经验或环境因子的设定值调控，由于缺少作物生长信息反馈环节，无法按照作物的真实需求进行调控，导致作物的产量和品质潜力没有得到充分挖掘。目前温室环境检测设备大多采用分布式的布局，设施内的作物生长信息探测尚处于实验室研究阶段，缺少先进适用的设施生长和环境监测平台。本发明采用智能移动检测平台进行作物生长和环境信息的自动巡航监测，由于其具有可移动性，可以通过多温室共用的方式，通过自动巡航检测可大幅减少的温室检测设备的重复投入，降低成本，提高设备利用效率。同时，智能移动检测平台由于采用定时自动巡航监测的方式，大幅降低人员投入，有效避免人员的操作误差，提高温室环境和作物生长信息的检测精度和作业效率。

目前设施智能移动平台主要有履带式、轮式和复合式移动平台。申请号201310192634.7的发明专利申请，公开了一种履带式机器人移动平台，通过控制模块根据监测模块的数据信号控制主动轮系与从动轮系带动车体运行。该履带式机器人由于其履带、轮系和车体均采用刚性连接，无法过滤不平路面的颠簸，对搭载在移动平台上的检测设备造成损伤以及对检测的稳定性有影响。

申请号201420313952.4的发明专利申请，公开了一种带悬挂的机器人平台，包括底盘主体、轮系结构等部件，其轮系结构具有独立悬挂结构，由悬挂摆臂、避震器、末级减速器、电机、轮子共同组成，该悬挂结构使机器人能够适应一定凹凸不平的路面，能够更加平稳高速的运行通过，减小了机器人主体在运动中由于地面凹凸不平所产生的震动，不容易造成颠簸而使底盘倾覆或对搭载的器件造成损伤。由于带悬挂的移动平台是采用三轮设计，对于搭载在移动平台上需要水平移动和垂直升降的检测设备，因为在水平移动和垂直升降的过程中，尤其是大摆臂带动传感器模块伸展至作物上方进行俯视光谱、图像和冠层温度探测过程，由于大幅改变了移动平台的重心，会造成重心偏离平台，由于该设备没有针对该工况的专门设计，因此容易出现倾倒的情况，因此难以满足设施作物生长和环境监测需搭载可大范围水平和垂直升降的机构的需求。

申请号201310408112.6的发明专利申请，公开了一种用于探测的多地形智能移动平台，包括自主前进四轮小车系统和四轴旋翼飞行系统，两者通过锁紧系统相连，并通过ZigBee无线传输网络与PC终端机进行通信。自主前进四轮小车系统利用Arduino对车载多参数传感器模块、驱动模块等进行控制：四轴旋翼飞行系统利用Arduino对机载多参数传感器模块、高速驱动模块等进行控制。当遇到无法逾越的障碍物时，锁紧系统可自动解锁，从而触发四轴旋翼飞行系统运行。多地形复合式智能移动平台不论是四轮模式还是飞行模式，其整体的平稳性没有带独立悬架的移动平台好。在启动飞行模式时，对其搭载的检测设备要进行均匀分配质量，对搭载的检测设备的有重量限制，相对于单一模式的移动平台，多地形复合式智能移动平台结构复杂，价格较高。

综上所述，现有的智能移动平台由于检测对象和任务目标不同，其装置和方法无法应用于设施作物生长信息监测，无法满足设施生长监测系统所搭载的检测设备因摆臂升降和水平移动需要而大幅改变移动平台的重心，需克服移动平台倾覆风险的工况需求，以及在温室复杂路况和环境条件下，作物生长和环境信息检测设备对平台巡航精度及平稳性的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动巡航检测温室综合信息的方法，以实现能够对作物图像、光谱、红外温度及环境光照、温湿度进行同步检测的智能移动移动平台，实现对温室作物生长和环境信息的定时巡航检测。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，预设巡航路径，启动巡检过程。启动移动平台上的电源按钮，系统进行自检，各项设备工作正常，移动平台开始工作，启动中控系统，输入依据温室土槽分布和温室综合信息采集目标需要确定的巡航路径，从移动平台初始位置（40）出发；

步骤二，利用双侧超声探测进行移动平台巡航偏差的自主修正。移动平台按预设的自动巡航规划路径进入土槽（42），移动平台左右两侧的超声波传感器同时检测移动平台离左侧土槽和右侧土槽的距离，当左侧的超声波传感器A（23）检测到的距离和右侧的超声波传感器B（24）检测到的距离的差值超过预设值，且值为负数时，中控系统发指令给舵机（21），舵机（21）根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向右转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机（21），使舵机(21)回位，转向回正；当左侧的超声波传感器A（23）检测到的距离和右侧的超声波传感器B（24）检测到的距离的差值超过预设值，且值为正数时，中控系统发指令给舵机（21），舵机（21）根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向左转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机（21），使舵机（21）回位，转向回正；

步骤三，检测目标定位。每一株作物（41）在行进的方向一定距离的侧面都放置一块激光反射板，当移动平台右侧的激光传感器（28）接收到反射信号时，中控系统发指令给步进电机（14），使步进电机（14）减速停止运转，并反向制动刹车到达预定检测位，同时中控系统控制移动平台上搭载的检测设备开始检测作物的长势信息。当检测设备完成一系列的检测工作后，检测设备传输完成信号给中控系统，中控系统根据接收到的信号再次驱动步进电机（14）运转，使移动平台向前移动，当移动平台右侧激光传感器（28）再次接收到反射信号时，移动平台停车，搭载的检测设备开始检测作物，实现自动巡检；

步骤四，温室环境和作物综合信息采集。移动平台右侧的温室环境和作物图像传感器模块（29）在移动平台停车时，采集该检测位的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度和作物图像信息，并将信号通过信号采集模块上传中控系统，绘制温室环境信息分布图，并分析作物长势信息，为环境调控提供依据；

步骤五，区域前端边界检测。当移动平台前面的超声波传感器C（25）检测到的距离小于预设的安全值时，中控系统根据接收到的信号控制步进电机（14）停止运转，表明平台已经到达前方检测边界，该行土槽已经巡检完毕，已没有需要检测的作物（41），中控系统控制步进电机（14）反转，使移动平台倒车。当移动平台进行倒车时，移动平台两侧的超声波传感器继续检测左右两侧离土槽的距离，其转向方向正好与前进方向相反，行进轨迹运动控制规则与向前行进时相反；当左侧的超声波传感器A（23）检测到的距离和右侧的超声波传感器B（24）检测到的距离的差值超过预设值，且值为负数时，中控系统发指令给舵机（21），舵机（21）根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向左转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机（21），使舵机（21）回位，转向回正；当左侧的超声波传感器A（23）检测到的距离和右侧的超声波传感器B（24）检测到的距离的差值超过预设值，且值为正数时，中控系统发指令给舵机（21），舵机（21）根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向右转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机（21），使舵机（21）回位，转向回正；

步骤六，区域退出判断。当移动平台后面的超声波传感器D（26）检测到的距离小于预设的安全值时，此时表明移动平台已经退出土槽（42），控制程序会让移动平台进入下一个土槽（42），实现对下一个土槽（42）作物的巡检；

步骤七，巡航间隙和低电量移动平台自动回航充电。当移动平台完成一次全面巡检后，移动平台返回移动平台初始位置（40），倒计时等待下一次全面巡检，此时自动充电装置（39）的电源输出口由一套自动充电装置完成与移动平台上12V锂电池（34）电源输入口连接，对移动平台进行电能补充；当移动平台在巡检时检测到电量低于预设值时，中控系统会终止当前的工作，控制移动平台直接回到初始位置，自动充电装置39对移动平台进行充电。

实现所述一种自动巡航检测温室环境和作物生长信息的方法所需的移动检测平台，其特征在于包括：车架、前悬总成、后悬总成、动力总成、驱动总成，转向系统、自动巡航位姿探测传感器模块、温室环境和作物图像传感器模块、信号采集模块、中控系统、信息传输模块和电源模块；车架由方管焊接而成，车架前面的凹槽部分安装前悬总成，车架后面凹槽部分安装后悬总成，动力总成安装在中间车厢的后部，驱动总成安装在后悬总成的中心，转向系统安装在车架的前部，自动巡航位姿探测传感器模块分别固定在车头、车尾和车架的左右两侧，温室环境和作物图像传感器模块、激光传感器分别固定在车架的右侧，电源模块固定在车厢的前部，信号采集模块、中控系统、信息传输模块固定在电源模块的上面；中控系统通过数据线分别和信号采集模块、信息传输模块、转向系统和动力总成相连接，信号采集模和传感器模块通过数据线相连，电源模块通过电源线分别和中控系统、信号采集模块、信息传输模块、传感器模块、转向系统和动力总成相连接。

所述车架（1）由方管焊接而成；车架（1）前面凹槽部分分别与安装车架悬架支架（37）和车架减震器支架（38）焊接连接，用于连接悬架和减震器；与车架焊接连接的车架悬架支架（37）和车架减震器支架（38）沿车架（1）宽度中心左右对称，车架（1）后面凹槽部分车架悬架支架（37）和车架减震器支架（38）的安装位置和车架（1）前面凹槽部分的安装位置相同；车架（1）的前面凹槽内部安装有超声波传感器C（25）、摄像头（27）、舵机（21），车架（1）的中间车厢位置安装有12V锂电池（34）、5V电源转换器（35）、6V电源转换器（36）、信号采集模块（30）、工控机（31）、驱动模块（32）、无线发射接收模块（33）步进电机（14）、减速器（15）、温室环境和作物图像传感器模块（29），车架（1）的后面凹槽内部安装有差速器（18）、超声波传感器D（26），车架（1）的两侧安装有用于保持移动平台不偏离航线的超声波传感器A（23）和超声波传感器B（24）。

所述前悬总成包括上悬臂A（2）、下悬臂A（3）、转向羊角（4）、减震器A（5）和轮胎A（6）；所述上悬臂A（2）和下悬臂A（3）通过螺栓与车架悬架支架（37）连接，所述转向羊角（4）与上悬臂A（2）和下悬臂A（3）分别连接，所述减震器A（5）与减震器支架A（7）和车架减震器支架（38）分别连接；所述轮胎A（6）安装在转向羊角（4）上，通过转向羊角（4）上的阶梯轴和螺母使轮胎A（6）固定；所述轮胎A（6）内部安装有滚动轴承，以使轮胎A（6）能滚动；所述前悬总成沿车架（1）宽度中心左右对称；

所述后悬总成包括上悬臂B（8）、下悬臂B（9）、C型架（10）、减震器B（11）和轮胎B（12）；所述上悬臂B（8）和下悬臂B（9）通过螺栓与车架悬架支架（37）连接，所述C型架（10）分别通过螺栓与上悬臂B（8）和下悬臂B（9）连接，所述减震器B（11）通过螺栓与减震器支架B（13）和车架减震器支架（38）连接，所述C型架（10）外侧的空心圆管内安装有滚动轴承，所述轮胎B（12）和传动半轴（19）连接；所述后悬总成沿车架（1）宽度中心左右对称；

所述动力总成包括步进电机（14）、减速器（15）、电机支架（16）、万向联轴器A（17）；电机支架（16）安装在车架（1）上，步进电机（14）和减速器（15）通过螺栓连接一起安装在电机支架（16）上，万向联轴器A（17）的一端安装在减速器（15）的输出轴上；

所述驱动总成包括差速器（18）、传动半轴（19）；差速器（18）输入轴与减速器（15）输出轴通过万向联轴器B（20）连接，差速器（18）输出轴通过传动半轴（19）和轮胎B（12）连接；

所述转向系统包括舵机（21）和转向拉杆（22）；转向拉杆（22）通过螺栓和转向羊角（4）连接，舵机（21）连接于转向拉杆（22）的中心；

所述自动巡航位姿探测传感器模块包括安装在车架左侧的超声波传感器A（23）、右侧的超声波传感器B（24）、前方的超声波传感器C（25）、后方的超声波传感器D（26）、前方的摄像头（27），以及安装在车架右侧的激光传感器（28）。

所述温室环境和作物图像传感器模块（29）包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器和工业相机，用于采集温室环境和作物图像信息；

所述信号采集模块（30）包括数据采集卡和视频图像采集卡，用于采集传感器信号并传递给工控机（31）；

所述中控系统包括工控机（31）和驱动模块（32），工控机（31）和驱动模块（32）通过数据线连接，用于控制移动平台的运动。

所述信息传输模块包括两组无线发射接收模块（33），所述两组无线发射接收模块（33）分别与工控机（31）和远程电脑连接，通过GPRS进行无线传输。

所述电源模块包括12V锂电池（34）、5V电源转换器（35）和6V电源转换器（36），所述电源转换器用于将12V电压分别转换为5V和6V电压，把经过转换后的5V电压、6V电压以及12V锂电池（34）自身能提供的12V电压分别与所需5V、6V和12V电压的电器模块通过电源线连接，为整个移动平台的电器部分提供电力。

本发明具有有益效果

（1）本发明所采用的四轮独立悬架技术方案，使得移动平台可以有效地过滤不平路面的颠簸，减少移动平台内部设备和所搭载的传感器探测设备的损伤；四轮独立悬架由于每个车轮都由行程较长的减震器控制，在凸凹不平的温室路面上，四个车轮都可以与地面接触，其稳定性较高，减少了移动平台出现倾覆或车轮悬空的问题。

（2）本发明所采用可编程控制及移动平台技术方案，根据温室土槽分布和结构规划最优巡航路径，使得智能移动平台可以按设定的路径自动巡检，采集温室环境和作物生长信息，并将信息传输给远程控制终端；亦可手动介入控制移动平台的运动和搭载的检测设备；移动平台因其具有可移动性，且可定时巡航自动完成预设的检测任务，因此只需一套检测设备就可以覆盖一个或几个温室构成的温室群的环境和作物生长信息的定时巡检探测，大幅降低检测设备和人员的投入，有效避免人员的操作误差，提高了温室环境和作物生长信息的检测精度和作业效率。

（3）本发明所采用的温室环境和作物生长信息检测技术方案，使得智能移动平台可以实现对温室环境实时动态监测，以及对作物生长信息的实时在线无损检测。

（4）本发明所采用的自动充电技术方案，使得移动平台通过自动充电装置可以完成对移动平台的充电，解决了自动巡航过程，移动平台充电和电量不足时电能自动补给的问题，提高了自动化程度，减少了人员管理成本。

（5）本发明所采用的工控机技术方案，使得移动平台易于进行二次开发和功能扩展，对于搭载的检测设备具有较好的兼容性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实例和技术方法，下面对本发明实例和技术方法所需使用的附图作简单的介绍。

图1是本发明移动平台自动巡航检测温室综合信息的方法流程图；

图2是本发明移动平台前悬总成和转向系统的结构示意图；

图3是本发明移动平台后悬总成、动力总成和驱动总成示意图；

图4是本发明移动平台的立体图；

图5是本发明移动平台工作的电器模块图；

图6是本发明温室结构示意图。

图中：1、车架 2、上悬臂A 3、下悬臂A 4、转向羊角 5、减震器A 6、轮胎A 7、减震器支架A 8、上悬臂B 9、下悬臂B 10、C型架 11、减震器B 12、轮胎B 13、减震器支架B 14、步进电机 15、减速器 16、电机支架 17、万向联轴器A 18、差速器 19、传动半轴 20、万向联轴器B 21、舵机 22、转向拉杆 23、超声波传感器A 24、超声波传感器B 25、超声波传感器C 26、超声波传感器D 27、摄像头 28、激光传感器 29、温室环境和作物图像传感器模块 30、信号采集模块 31、工控机 32、驱动模块 33、无线发射接收模块 34、12V锂电池 35、5V电源转换器 36、6V电源转换器 37、车架悬架支架 38、车架减震器支架 39、自动充电装置 40、移动平台初始位置 41、作物 42、土槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细描述。

一种自动巡航检测温室综合信息的方法采用一种温室智能移动检测平台实现，检测平台立体图如图3所示；其前悬总成和转向系统的结构如图1所示；其后悬总成、动力总成和驱动总成如图2所示；其工作的电器模块如图4所示；本发明所适用的温室结构如图5所示。

本发明装置具体包括车架、前悬总成、后悬总成、驱动移动平台运动的动力总成和驱动总成，控制移动平台转向的转向系统，使移动平台自动巡航位姿探测传感器模块、采集温室环境和作物图像传感器模块，采集传感器信号的信号采集模块，控制移动平台运动的中控系统，传输信息的传输模块，以及为整个移动平台提供电力的电源模块；其中车架由方管焊接而成，车架前面的凹槽部分安装前悬总成，车架后面凹槽部分安装后悬总成，动力总成安装在中间车厢的后部，驱动总成安装在后悬总成的中心，转向系统安装在车厢的前部，自动巡航位姿探测传感器模块分别固定在车头、车尾和车架的左右两侧，采集温室环境和作物图像传感器模块、激光传感器分别固定在车架的右侧，电源模块固定在车厢的前部，信号采集模块、中控系统、信息传输模块固定在电源模块的上面；中控系统通过数据线分别和信号采集模块、信息传输模块、转向系统和动力总成相连接，信号采集模和传感器模块通过数据线相连，电源模块通过电源线分别和中控系统、信号采集模块、信息传输模块、传感器模块、转向系统和动力总成相连接。

所述车架1由方管焊接而成，车架1前面凹槽部分分别与安装车架悬架支架37和车架减震器支架38焊接连接，用于连接悬架和减震器；与车架焊接连接的悬架支架37和减震器支架38沿车架1宽度中心左右对称，车架1后面凹槽部分车架悬架支架37和车架减震器支架38的安装位置和车架1前面凹槽部分的安装位置相同；车架1的前面凹槽内部安装有超声波传感器C25、摄像头27、舵机21，车架1的中间车厢位置安装有12V锂电池34、5V电源转换器35、6V电源转换器36、信号采集模块30、工控机31、驱动模块32、无线发射接收模块33步进电机14、减速器15、温室环境和作物图像传感器模块29，车架1的后面凹槽内部安装有差速器18、超声波传感器D26，车架1的两侧安装有用于保持移动平台不偏离航线的超声波传感器A23和超声波传感器B24。

所述前悬总成包括上悬臂A2、下悬臂A3、转向羊角4、减震器A5和轮胎A6，所述上悬臂A2和下悬臂A3通过螺栓与车架悬架支架37连接；所述转向羊角4与上悬臂A2和下悬臂A3分别连接，所述减震器A5与减震器支架A7和车架减震器支架38分别连接；所述轮胎A6安装在转向羊角4上，通过转向羊角4上的阶梯轴和螺母使轮胎A6固定；所述轮胎A6内部安装滚动轴承，以使轮胎A6能滚动；所述前悬总成沿车架1宽度中心左右对称。

所述后悬总成包括上悬臂B8、下悬臂B9、C型架10、减震器B11和轮胎B12；所述上悬臂B8和下悬臂B9通过螺栓与车架悬架支架37连接，所述C型架10分别通过螺栓与上悬臂B8和下悬臂B9连接，所述减震器B11通过螺栓与减震器支架B13和车架减震器支架38连接，所述C型架10外侧的空心圆管内安装有滚动轴承，所述轮胎B12和传动半轴19连接。所述后悬总成沿车架1宽度中心左右对称。

所述动力总成包括步进电机14、减速器15、电机支架16、万向联轴器A17；电机支架16安装在车架1上，步进电机14和减速器15通过螺栓连接一起安装在电机支架16上，万向联轴器17A的一端安装在减速器15的输出轴上。

所述驱动总成包括差速器18、传动半轴19；差速器18输入轴与减速器15输出轴通过万向联轴器B20连接，差速器18输出轴通过传动半轴19和轮胎B12连接。

所述转向系统包括舵机21和转向拉杆22；转向拉杆22通过螺栓和转向羊角4连接，舵机21连接于转向拉杆22的中心。

所述自动巡航位姿探测传感器模块包括安装在车架左侧的超声波传感器A23、右侧的超声波传感器B24、前面的超声波传感器C25、后面的超声波传感器D26，前面的摄像头27，以及安装在车架右侧的激光传感器28，所述左侧的超声波传感器A23、右侧的超声波传感器B24用于检测移动平台左右两侧与温室土槽的距离，当左右两侧超声波检测到的距离超过设定值时，中控系统会发指令给转向系统，使移动平台自动修正运动路线。所述前面的超声波传感器C25、后面的超声波传感器D26用于检测移动平台前后的障碍物，实现避障。所述前面的摄像头27用于实时传输路面情况。所述右侧的激光传感器28用于检测作物的位置，在作物的对应位置放置反射板，当激光传感器28接收到反射信号时，激光传感器28会触发信号给信号采集模块30，中控系统控制步进电机14停止运转，使移动平台停止，搭载在移动平台上的设备开始采集作物信息。

所述采集温室环境和作物图像传感器模块29包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器和相机，用于采集温室环境和作物图像信息。

所述信号采集模块（30）包括数据采集卡和视频图像采集卡，用于采集传感器信号并传递给工控机31。

所述中控系统包括工控机31和驱动模块32，工控机31和驱动模块32通过数据线连接，用于控制移动平台的运动。

所述信息传输模块包括两组无线发射接收模块33，所述两组无线发射接收模块33分别与工控机31和远程电脑连接，通过GPRS进行无线传输。

所述电源模块包括12V锂电池34、5V电源转换器35和6V电源转换器36，所述电源转换器可以将12V电压分别转换为5V、6V电压，把经过转换后的5V电压、6V电压以及12V锂电池34自身能提供的12V电压分别与所需5V、6V、和12V电压的电器模块通过电源线连接，为整个移动平台的电器部分提供电力。

温室智能移动检测平台自动巡航检测温室综合信息的方法包括如下步骤：

步骤一，预设巡航路径，启动巡检过程。启动移动平台上的电源按钮，系统进行自检，各项设备工作正常，移动平台开始工作，启动中控系统，输入依据温室土槽分布和温室综合信息采集目标需要确定的巡航路径，从移动平台初始位置40出发。步骤二，利用双侧超声探测进行移动平台巡航偏差的自主修正。移动平台按预设的自动巡航规划路径进入土槽42，移动平台左右两侧的超声波传感器同时检测移动平台离左侧土槽和右侧土槽的距离，当左侧的超声波传感器A23检测到的距离和右侧的超声波传感器B24检测到的距离的差值超过预设定的值，且值为负数时，中控系统发指令给舵机21，舵机21根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向右转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机21，使舵机21回位，转向回正；当左侧的超声波传感器A23检测到的距离和右侧的超声波传感器B24检测到的距离的差值超过预设定的值，且值为正数时，中控系统发指令给舵机21，舵机21根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向左转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机21，使舵机21回位，转向回正。

步骤三，检测目标定位。每一株作物41在行进的方向一定距离的侧面都放置一块激光反射板，当移动平台右侧的激光传感器28接收到反射信号时，控制系统发指令给步进电机14，使步进电机14减速停止运转，并反向制动刹车到达预定检测位，同时中控系统控制移动平台上搭载的检测设备开始检测作物的长势信息。当检测设备完成一系列的检测工作后，检测设备传输完成信号给中控系统，中控系统根据接收到的信号再次驱动步进电机14运转，使移动平台向前移动，当移动平台右侧激光传感器28再次接收到反射信号时，移动平台停车，搭载的检测设备开始检测作物，实现自动巡检。

步骤四，温室环境和作物综合信息采集。移动平台右侧的温室环境和作物图像传感器模块29在移动平台停车时，采集该检测位的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度和图像信息，并将信号通过信号采集模块上传中控系统，绘制温室环境信息分布图，为环境调控提供依据。

步骤五，区域前端边界检测。当移动平台前面的超声波传感器C25检测到的距离小于预设的安全值时，中控系统根据接收到的信号控制步进电机14停止运转，表明平台已经到达前方检测边界，该行土槽已经巡检完毕，已没有需要检测的作物41，中控系统控制步进电机14反转，使移动平台倒车。当移动平台进行倒车时，移动平台两侧的超声波传感器继续检测左右两侧离土槽的距离，其转向方向正好与前进方向相反，行进轨迹运动控制规则与向前行进时相反；当左侧的超声波传感器A23检测到的距离和右侧的超声波传感器B24检测到的距离的差值超过预设定的值，且值为负数时，中控系统发指令给舵机21，舵机21根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向左转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机21，使舵机21回位，转向回正；当左侧的超声波传感器A23检测到的距离和右侧的超声波传感器B24检测到的距离的差值超过预设定的值，且值为正数时，中控系统发指令给舵机21，舵机21根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向右转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机21，使舵机21回位，转向回正。

步骤六，区域退出判断。当移动平台后面的超声波传感器D26检测到的距离小于预设的安全时，此时表明移动平台已经退出土槽42，控制程序会让移动平台进入下一个土槽42，实现对下一个土槽42作物的巡检。

步骤七，巡航间隙和低电量移动平台自动回航充电。当移动平台完成一次全面巡检后，移动平台返回移动平台初始位置40，倒计时等待下一次全面巡检，此时自动充电装置39的电源输出口由一套自动充电装置完成与移动平台上12V锂电池34电源输入口连接，对移动平台进行电能补充；当移动平台在巡检时检测到电量低于预设值时，中控系统会终止当前的工作，控制移动平台直接回到初始位置，自动充电装置39对移动平台进行充电。

以上只是示例性说明及帮助进一步理解本发明，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术实施例，因此不应理解为对本发明总的技术实施例限定，一些在技术人员看来，不偏离发明构思的非实质性改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。

Claims (8)

1.一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于：

实现所述一种自动巡航检测温室综合信息的方法所需的“一种温室智能移动检测平台”其特征在于包括：车架、前悬总成、后悬总成、动力总成、驱动总成，转向系统、自动巡航位姿探测传感器模块、温室环境和作物图像传感器模块、信号采集模块、中控系统、信息传输模块和电源模块；

为了避免温室内的路面颠簸和行走过程四轮悬空和倾覆风险，本方法的“一种温室智能移动检测平台”基于一种具有四轮悬挂的底盘结构的实现，该温室智能移动检测平台的独立悬挂结构包括前悬总成和后悬总成，所述前悬总成包括上悬臂A（2）、下悬臂A（3）、转向羊角（4）、减震器A（5）和轮胎A（6），所述上悬臂A（2）和下悬臂A（3）通过螺栓与车架悬架支架（37）连接；所述转向羊角（4）与上悬臂A（2）和下悬臂A（3）分别连接，所述减震器A（5）与减震器支架A（7）和车架减震器支架（38）分别连接；所述轮胎A（6）安装在转向羊角（4）上，通过转向羊角（4）上的阶梯轴和螺母使轮胎A（6）固定；所述轮胎A（6）内部安装滚动轴承，以使轮胎A（6）能滚动；所述前悬总成沿车架（1）宽度中心左右对称；

所述后悬总成包括上悬臂B（8）、下悬臂B（9）、C型架（10）、减震器B（11）和轮胎B（12）；所述上悬臂B（8）和下悬臂B（9）通过螺栓与车架悬架支架（37）连接，所述C型架（10）分别通过螺栓与上悬臂B（8）和下悬臂B（9）连接，所述减震器B（11）通过螺栓与减震器支架B（13）和车架减震器支架（38）连接，所述C型架（10）外侧的空心圆管内安装有滚动轴承，所述轮胎B（12）和传动半轴（19）连接；

所述后悬总成沿车架（1）宽度中心左右对称；

所述一种自动巡航检测温室综合信息的方法所采用的步骤具体为：

步骤一，预设巡航路径，启动巡检过程；

步骤二，利用双侧超声探测进行移动平台巡航偏差的自主修正；

步骤三，检测目标定位；

步骤四，温室环境和作物综合信息采集；

步骤五，区域前端边界检测；

步骤六，区域退出判断；

步骤七，巡航间隙和低电量移动平台自动回航充电；

其中步骤二采用自动巡航位姿探测传感器模块，通过超声/视觉组合导航和激光定位，通过视觉和超声定位实现强干扰下路径的识别和壁障；

自动巡航位姿探测传感器模块包括安装在车架左侧的超声波传感器A（23）、右侧的超声波传感器B（24）、前面的超声波传感器C（25）、后面的超声波传感器D（26），前面的摄像头（27），以及安装在车架右侧的激光传感器（28），所述左侧的超声波传感器A（23）、右侧的超声波传感器B（24）用于检测移动平台左右两侧与温室土槽的距离，当左右两侧超声波检测到的距离超过设定值时，中控系统会发指令给转向系统，使移动平台自动修正运动路线；

所述前面的超声波传感器C（25）、后面的超声波传感器D（26）用于检测移动平台前后的障碍物，实现避障；

所述前面的摄像头（27）用于实时传输路面情况；

所述右侧的激光传感器（28）用于检测作物的位置，在作物的对应位置放置反射板，当激光传感器（28）接收到反射信号时，激光传感器（28）会触发信号给信号采集模块（30），中控系统控制步进电机（14）停止运转，使移动平台停止，搭载在移动平台上的设备开始采集作物信息。

2.根据权利要求1所述的一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于所述步骤一具体为：启动移动平台上的电源按钮，系统进行自检，各项设备工作正常，移动平台开始工作，启动中控系统，输入依据温室土槽分布和温室综合信息采集目标需要确定的巡航路径，从移动平台初始位置（40）出发。

3.根据权利要求1所述的一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于所述步骤二具体为：移动平台按预设的自动巡航规划路径进入土槽（42），移动平台左右两侧的超声波传感器同时检测移动平台离左侧土槽和右侧土槽的距离，当左侧的超声波传感器A（23）检测到的距离和右侧的超声波传感器B（24）检测到的距离的差值超过预设值，且值为负数时，中控系统发指令给舵机（21），舵机（21）根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向右转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机（21），使舵机(21)回位，转向回正；当左侧的超声波传感器A（23）检测到的距离和右侧的超声波传感器B（24）检测到的距离的差值超过预设值，且值为正数时，中控系统发指令给舵机（21），舵机（21）根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向左转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机（21），使舵机（21）回位，转向回正。

4.根据权利要求1所述的一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于所述步骤三具体为：每一株作物（41）在行进的方向一定距离的侧面都放置一块激光反射板，当移动平台右侧的激光传感器（28）接收到反射信号时，中控系统发指令给步进电机（14），使步进电机（14）减速停止运转，并反向制动刹车到达预定检测位，同时中控系统控制移动平台上搭载的检测设备开始检测作物的长势信息；

当检测设备完成一系列的检测工作后，检测设备传输完成信号给中控系统，中控系统根据接收到的信号再次驱动步进电机（14）运转，使移动平台向前移动，当移动平台右侧激光传感器（28）再次接收到反射信号时，移动平台停车，搭载的检测设备开始检测作物，实现自动巡检。

5.根据权利要求1所述的一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于所述步骤四具体为：移动平台右侧的温室环境和作物图像传感器模块（29）在移动平台停车时，采集该检测位的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度和作物信息，并将信号通过信号采集模块上传中控系统，绘制温室环境信息分布图，并分析作物长势信息，为环境调控提供依据。

6.根据权利要求1所述的一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于所述步骤五具体为：当移动平台前面的超声波传感器C（25）检测到的距离小于预设的安全值时，中控系统根据接收到的信号控制步进电机（14）停止运转，表明平台已经到达前方检测边界，该土槽已经巡检完毕，已没有需要检测的作物（41），中控系统控制步进电机（14）反转，使移动平台倒车；

当移动平台进行倒车时，移动平台两侧的超声波传感器继续检测左右两侧离土槽的距离，其转向方向正好与前进方向相反，行进轨迹运动控制规则与向前行进时相反；当左侧的超声波传感器A（23）检测到的距离和右侧的超声波传感器B（24）检测到的距离的差值超过预设值，且值为负数时，中控系统发指令给舵机（21），舵机（21）根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向左转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机（21），使舵机（21）回位，转向回正；当左侧的超声波传感器A（23）检测到的距离和右侧的超声波传感器B（24）检测到的距离的差值超过预设值，且值为正数时，中控系统发指令给舵机（21），舵机（21）根据距离差值偏转相应的角度，使转向系统向右转，当左右两侧的超声波传感器检测到的距离差值表示移动平台将要进入正常巡航轨迹时，中控系统再次发指令给舵机（21），使舵机（21）回位，转向回正。

7.根据权利要求1所述的一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于所述步骤六具体为：当移动平台后面的超声波传感器D（26）检测到的距离小于预设的安全值时，此时表明移动平台已经退出土槽（42），控制程序会让移动平台进入下一个土槽（42），实现对下一个土槽（42）作物的巡检。

8.根据权利要求1所述的一种自动巡航检测温室综合信息的方法，其特征在于所述步骤七具体为：当移动平台完成一次全面巡检后，移动平台返回移动平台初始位置（40），倒计时等待下一次全面巡检，此时自动充电装置（39）的电源输出口由一套自动充电装置完成与移动平台上12V锂电池（34）电源输入口连接，对移动平台进行电能补充；当移动平台在巡检时检测到电量低于预设值时，中控系统会终止当前的工作，控制移动平台直接回到初始位置，自动充电装置（39）对移动平台进行充电。