CN105292024A - 一种简易农用车辆走直引导装置及方法 - Google Patents

一种简易农用车辆走直引导装置及方法 Download PDF

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陶建平
吕晓兰
柏宗春
李辉
张美娜
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Abstract

本发明公开了一种简易农用车辆走直引导装置及方法，该装置包括传感器单元、信号调整单元、数据处理单元和液晶显示单元。本发明通过液晶显示实时角度偏差，给驾驶员直线行走修正提供数据参照，以达到做业过程中农用车辆直线行走引导的目的。

Description

一种简易农用车辆走直引导装置及方法
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体地说，涉及一种简易农用车辆走直引导装置及方法。
背景技术
农用车辆(如：拖拉机)在大田里工作时，由于田地的松软土壤的影响，轮胎很容易打滑，在没有参照物的情况下，驾驶员很难准确控制方向使农用车辆朝一个方向直线前进.
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种简易农用车辆走直引导装置及方法，通过液晶显示实时角度偏差，给驾驶员直线行走修正提供数据参照，以达到做业过程中农用车辆直线行走引导的目的。
其技术方案如下：
一种简易农用车辆走直引导装置，包括传感器单元、信号调整单元、数据处理单元和液晶显示单元，其中，
所述传感器单元是采集地球磁场的部分，将地球磁场信号转换为电信号；
所述信号调整单元是对微弱的地磁电信号进行放大滤波，并将模拟信号转换为数字信号；
所述数据处理单元是将调整单元输出的数字数据进行分析，确定所需要的方向与正北间的方向角，并对所在地的磁偏角进行校正；
所述液晶显示单元是将方向角以图形和数字两种形式显示出来。
优选地，所述传感器单元由一块两轴磁阻传感器HMC1052构成，以INA332为基地进行信号调理和放大，MSP430单片机为数据处理与信号控制核心，即数据处理与方向确定单元，最终的显示单元采用一块图形点阵LCD完成；
所述磁阻传感器HMC1052将地磁场信号转化成电信号，仪表放大器将该微弱信号放大，送入MSP430单片机的AD模块进行模/数转换，单片机将数据进行分析计算确定方向角度，最后送到LCD将其文字及图形表达；
磁阻传感器将地磁信号转换为电压输出，INA332仪表运放将微弱信号放大，REF3212参考电压源作为信号调理和供电单元，由MSP430F147单片机及其自带A/D转换器，进行信号处理和控制，置位/复位电路用于在每次走直线做业前给单片机一个信号进行显示调零操作。
一种简易农用车辆走直引导方法，包括以下步骤：
装置工作开始时，首先要完成软件的初始化，采集磁阻传感器的数据再进行信号放大，单片机将信号进行A/D转换并以地球磁场矢量为基准完成方向角计算，此时的方向角数值为测量到的实时的方位角度；当车辆每次开始作业时要对装置进行调零操作，通过补偿计算后得到的数据为角度偏差量，此时LCD显示屏上的数据显示为角度偏差值，初始值为零，车辆在进行过程中如果有角度偏移，LCD显示展上会实时显示偏移量，并以指针的形式直观的显示偏移幅度，驾驶员通过随时查看指针偏移幅度对车辆进行方向修正，以达到走直的目的。
本发明的有益效果：
本发明通过磁阻传感器测量地球磁场矢量，将信号通过放大和运算实时获取角度偏差，以直观的形式显示出来，以供农用车辆驾驶员参考，使用时，引导装置安装在农用车辆仪表盘处，具有以下有益效果：
(1)精确的显示所指方向；
(2)实时显示角度偏差；
(3)可以把测量到的方向信息形象的显示在LCD液晶屏上；
(4)实现一键调零操作，农业车辆行走前参考方向角度显示为零。
附图说明
图1是本发明简易农用车辆走直引导装置的原理图；
图2是本发明简易农用车辆走直引导装置的硬件结构图；
图3是简易农用车辆走直引导方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1，一种简易农用车辆走直引导装置，包括传感器单元、信号调整单元、数据处理单元和液晶显示单元，其中，
所述传感器单元是采集地球磁场的部分，将地球磁场信号转换为电信号；
所述信号调整单元是对微弱的地磁电信号进行放大滤波，并将模拟信号转换为数字信号；
所述数据处理单元是将调整单元输出的数字数据进行分析，确定所需要的方向与正北间的方向角，并对所在地的磁偏角进行校正；
所述液晶显示单元是将方向角以图形和数字两种形式显示出来。
如图2所示，所述传感器单元由一块两轴磁阻传感器HMC1052构成，以INA332为基地进行信号调理和放大，MSP430单片机为数据处理与信号控制核心，即数据处理与方向确定单元，最终的显示单元采用一块图形点阵LCD完成；
所述磁阻传感器HMC1052将地磁场信号转化成电信号，仪表放大器将该微弱信号放大，送入MSP430单片机的AD模块进行模/数转换，单片机将数据进行分析计算确定方向角度，最后送到LCD将其文字及图形表达；
磁阻传感器将地磁信号转换为电压输出，INA332仪表运放将微弱信号放大，REF3212参考电压源作为信号调理和供电单元，由MSP430F147单片机及其自带A/D转换器，进行信号处理和控制，置位/复位电路用于在每次走直线做业前给单片机一个信号进行显示调零操作。
如图3所示，一种简易农用车辆走直引导方法，包括以下步骤：
装置工作开始时，首先要完成软件的初始化，采集磁阻传感器的数据再进行信号放大，单片机将信号进行A/D转换并以地球磁场矢量为基准完成方向角计算，此时的方向角数值为测量到的实时的方位角度；当车辆每次开始作业时要对装置进行调零操作，通过补偿计算后得到的数据为角度偏差量，此时LCD显示屏上的数据显示为角度偏差值，初始值为零，车辆在进行过程中如果有角度偏移，LCD显示展上会实时显示偏移量，并以指针的形式直观的显示偏移幅度，驾驶员通过随时查看指针偏移幅度对车辆进行方向修正，以达到走直的目的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种简易农用车辆走直引导装置，其特征在于：包括传感器单元、信号调整单元、数据处理单元和液晶显示单元，其中，
所述传感器单元是采集地球磁场的部分，将地球磁场信号转换为电信号；
所述信号调整单元是对微弱的地磁电信号进行放大滤波，并将模拟信号转换为数字信号；
所述数据处理单元是将调整单元输出的数字数据进行分析，确定所需要的方向与正北间的方向角，并对所在地的磁偏角进行校正；
所述液晶显示单元是将方向角以图形和数字两种形式显示出来。
2.根据权利要求1所述的简易农用车辆走直引导装置，其特征在于：所述传感器单元由一块两轴磁阻传感器HMC1052构成，以INA332为基地进行信号调理和放大，MSP430单片机为数据处理与信号控制核心，即数据处理与方向确定单元，最终的显示单元采用一块图形点阵LCD完成；
所述磁阻传感器HMC1052将地磁场信号转化成电信号，仪表放大器将该微弱信号放大，送入MSP430单片机的AD模块进行模/数转换，单片机将数据进行分析计算确定方向角度，最后送到LCD将其文字及图形表达；
磁阻传感器将地磁信号转换为电压输出，INA332仪表运放将微弱信号放大，REF3212参考电压源作为信号调理和供电单元，由MSP430F147单片机及其自带A/D转换器，进行信号处理和控制，置位/复位电路用于在每次走直线做业前给单片机一个信号进行显示调零操作。
3.一种简易农用车辆走直引导方法，其特征在于：包括以下步骤：
装置工作开始时，首先要完成软件的初始化，采集磁阻传感器的数据再进行信号放大，单片机将信号进行A/D转换并以地球磁场矢量为基准完成方向角计算，此时的方向角数值为测量到的实时的方位角度；当车辆每次开始作业时要对装置进行调零操作，通过补偿计算后得到的数据为角度偏差量，此时LCD显示屏上的数据显示为角度偏差值，初始值为零，车辆在进行过程中如果有角度偏移，LCD显示展上会实时显示偏移量，并以指针的形式直观的显示偏移幅度，驾驶员通过随时查看指针偏移幅度对车辆进行方向修正，以达到走直的目的。
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