CN105523083B - 一种农机自动驾驶系统的自动校准方法及系统 - Google Patents

一种农机自动驾驶系统的自动校准方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种农机自动驾驶系统的自动校准方法及系统，目的在于解决现有农机自动驾驶系统的校准方法及系统费时费力的问题，其包括以下步骤：获取前转向轮的初始角度；获取转向控制信号调整前转向轮时的调整实时角度；根据调整实时角度和初始角度获取转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息；将转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息加载至电子控制单元。该农机自动驾驶系统的自动校准方法及系统在调整初始角度过程中通过电子控制单元记录转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息，解决了人工校准的费时费力问题。

Description

一种农机自动驾驶系统的自动校准方法及系统
技术领域
本发明涉及一种自动校准方法及系统，特别涉及一种农机自动驾驶系统的自动校准方法及系统。
背景技术
目前，当农机自动驾驶系统在不同场地进行工作前所进行参数校准通常采用人工凑试法，该方法主要是让工程技术人员人工进行实地参数凑试，其主要是通过枚举法将多个控制信号值输入到液压阀，再根据实际运行效果和操作经验判断出转向控制信号死区值、转向模式匹配信息等参数，最后把人工校准出来的参数记录在ECU(ElectronicControl Unit,电子控制单元)的存储器中应用于实际作业，该方法过程繁琐，费时费力。
其中，控制信号死区值是指当ECU输出给液压阀的转向控制信号较小时，液压阀对应产生的动力不够带动前转向轮进行转向，而当控制信号大于某一个值时，前转向轮在液压阀带动下才开始有明显转向的特性，该值就是控制信号死区值；
转向模式匹配信息是指在ECU控制前转向轮转向中左转或右转状态与实时角度的递增性或递减性的匹配，例如，在控制中默认左转时前转向轮角度是递增的，匹配地，在实际左转时前转向轮角度也一定要是递增的。
发明内容
为了克服现有技术农机自动驾驶系统的校准方法及系统费时费力的不足，本发明的目的在于提供一种省时省力的农机自动驾驶系统的自动校准方法及系统。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：提供一种农机自动驾驶系统的自动校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101:获取前转向轮的初始角度；
S102:获取转向控制信号调整前转向轮时的调整实时角度；
S103:根据调整实时角度和初始角度获取转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息；
S104:将转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息加载至电子控制单元。
优选地，步骤S102包括以下步骤：
通过角度传感器获取前转向轮的调整实时角度模拟信号；
将所述调整时角度模拟信号通过模数转换模块转换为调整实时角度数字信号；
读取所述调整实时角度数字信号获取调整实时角度。
优选地，步骤S102包括以下步骤：
P101：产生转向控制信号；
P102：将上述产生的转向控制信号输出到液压阀，液压阀在转向控制信号控制下带动前转向轮转向，同时，重复步骤S102获取前转向轮的调整实时角度；
P103：将获取的前转向轮的调整实时角度与初始角度做差，判断所述差的绝对值是否为1-5°，若是，记录转向控制信号的死区值；
P104：根据所述差以及转向控制信号获取转向模式匹配信息。
优选地，所述差的绝对值为2°。
优选地，所述转向控制信号为占空比随时间不断增大的PWM信号。
优选地，步骤S104包括以下步骤：
通过步骤S101、步骤S102以及步骤S103获取前转向轮的左转向模式的左转向控制信号的死区值以及左转向模式匹配信息；
通过步骤S101、步骤S102以及步骤S103获取前转向轮的右转向模式的右转向控制信号的死区值以及右转向模式匹配信息；
判断左转向模式匹配信息和右转向模式匹配信息是否互补，如是，将左转向控制信号的死区值、左转向模式匹配信息、右转向控制信号的死区值、右转向模式匹配信息加载至电子控制单元。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准方法在调整初始角度的过程中通过电子控制单元记录转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息，解决了人工校准的费时费力问题，同时，也降低了对工程技术人员实地校准经验的依赖，在一定程度上提高了农机机械化水平。
提供一种农机自动驾驶系统的自动校准系统，包括前转向轮、初始获取模块、调整获取模块、用于控制前转向轮的液压阀、电子控制单元以及加载输入模块，所述初始获取模块、调整获取模块、液压阀、加载输入模块分别连接电子控制单元；
所述初始获取模块用于获取前转向轮的初始角度；
所述调整获取模块用于获取转向控制信号调整前转向轮时的调整实时角度；
所述电子控制单元用于根据调整实时角度和初始角度获取转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息；
所述加载输入模块用于将转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息加载至电子控制单元。
优选地，电子控制单元包括控制信号单元、存储单元以及反馈单元，所述存储单元用于记录转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息，所述电子控制单元通过控制信号单元与液压阀连接，所述电子控制单元通过反馈单元与调整获取模块连接。
优选地，所述调整获取模块包括用于获取前转向轮调整实时角度的角度传感器、与角度传感器电性连接模数转换器，所述调整获取模块通过模数转换器与电子控制单元连接。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准系统通过初始获取模块、调整获取模块、电子控制单元以及加载输入模块的设置，在调整初始角度的过程中通过电子控制单元记录转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息，解决了人工校准的费时费力问题，同时，也降低了对工程技术人员实地校准经验的依赖，在一定程度上提高了农机机械化水平。
附图说明
图1是本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准方法的流程图；
图2是本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准方法的步骤S103的流程图；
图3是本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准系统的模块结构示意图。
图中标识说明：
10、农机自动驾驶系统的自动校准系统；101、前转向轮；103、初始获取模块；105、调整获取模块；107、液压阀；108、加载输入模块；1091、控制信号单元；1093、存储单元；1095、反馈单元；1051、角度传感器；1053、模数转换器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1-图2，图1示出了本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准方法的流程示意图，本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准方法主要应用于农机自动驾驶系统领域，其包括以下步骤：
S101:获取前转向轮的初始角度；
S102:获取转向控制信号调整前转向轮时的调整实时角度；
具体地，步骤S102包括以下步骤：
通过角度传感器获取前转向轮的调整实时角度模拟信号；
将所述调整时角度模拟信号通过模数转换模块转换为调整实时角度数字信号；
读取所述调整实时角度数字信号获取调整实时角度。
值得一提的是，前转向轮初始角度也可以通过步骤S102获取，同时，前转向轮通常包括左转向以及右转向两种转向模式。独立地，左转向模式和右转向模式的实时角度都需要获取。
S103:根据调整实时角度和初始角度获取转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息；
具体地，步骤S103可以包括：
P101：产生转向控制信号；
P102：将上述产生的转向控制信号输出到液压阀，液压阀在转向控制信号控制下带动前转向轮转向，同时，重复步骤S102获取前转向轮的调整实时角度；
P103：将获取的前转向轮的调整实时角度与初始角度做差，判断所述差的绝对值是否为1-5°，若是，记录转向控制信号的死区值；
P104：根据所述差以及转向控制信号获取转向模式匹配信息。
可选地，为了便于获得控制信号死区值以及角度增减情况，步骤S103的转向控制信号可设定为占空比随时间不断增大的PWM信号，其间隔时间优选为一秒。同时，所述差的绝对值优选为2°。
值得一提的是，对于具体的左转向模式和右转向模式，优选采用先后次序依次独立进行，即分别对左转向模式和右转向模式分别实施该农机自动驾驶系统的自动校准方法，分别获取左右转控制信号死区值以及左右转向模式匹配信息，具体可参见下文。
S104:将转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息加载至电子控制单元。
具体地，步骤S104可以包括以下步骤：
通过步骤S101、步骤S102以及步骤S103获取前转向轮的左转向模式的左转向控制信号的死区值以及左转向模式匹配信息；
通过步骤S101、步骤S102以及步骤S103获取前转向轮的右转向模式的右转向控制信号的死区值以及右转向模式匹配信息；
判断左转向模式匹配信息和右转向模式匹配信息是否互补，如是，将左转向控制信号的死区值、左转向模式匹配信息、右转向控制信号的死区值、右转向模式匹配信息加载至电子控制单元。
值得一提的是，上述互补指的是左转向模式对应的角度变化与右转向模式对应的角度变化相一致，譬如说左转向模式是递增某一角度，那么右转向模式便是递减该角度。同时，步骤S104中的转向控制信号的死区值包括左转向控制信号的死区值和右转向控制信号的死区值，转向模式匹配信息包括左转向模式匹配信息和右转向模式匹配信息。
与现有技术相比，本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准方法具有以下有益效果：
本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准方法在调整初始角度的过程中通过电子控制单元记录转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息，解决了人工校准的费时费力问题，同时，也降低了对工程技术人员实地校准经验的依赖，在一定程度上提高了农机机械化水平。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种农机自动驾驶系统的自动校准系统10，参见图3，其包括前转向轮101、包括前转向轮101、初始获取模块103、调整获取模块105、用于控制前转向轮101的液压阀107、电子控制单元109以及加载输入模块108，所述初始获取模块103、调整获取模块105、液压阀107、加载输入模块108分别连接电子控制单元109，其中，
所述初始获取模块103用于获取前转向轮101的初始角度；
所述调整获取模块105用于获取转向控制信号调整前转向轮101时的调整实时角度；
所述电子控制单元109用于根据调整实时角度和初始角度获取转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息；
所述加载输入模块108用于将转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息加载至电子控制单元109。
电子控制单元109包括控制信号单元1091、用于记录转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息的存储单元1093以及用于将调整实时角度反馈到电子控制单元109的反馈单元1095，其中，控制信号单元1091不仅用于产生转向控制信号，还用于将获取的前转向轮的调整实时角度与初始角度做差，判断所述差的绝对值是否为1-5°，若是，记录转向控制信号的死区值；电子控制单元109通过控制信号单元1091与液压阀107连接，所述电子控制单元109通过反馈单元1095与调整获取模块105连接。
调整获取模块105包括用于获取前转向轮101调整实时角度的角度传感器1051、与角度传感器1051电性连接模数转换器1053，其中，调整获取模块105通过模数转换器1053与电子控制单元109连接。
值得一提的是，为了节省成本，调整获取模块105在实际中可以用作初始获取模块103。
前转向轮101通常包括左转向以及右转向两种转向模式，在实际中，左转向模式和右转向模式是分别自动校准的，具体过程可以参加上述农机自动驾驶系统的自动校准方法，在此，不再赘述。
与现有技术相比，本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准系统10具有以下有益效果：
本发明一种农机自动驾驶系统的自动校准系统10通过初始获取模块103、调整获取模块105、电子控制单元109以及加载输入模块108的设置，在调整初始角度的过程中通过电子控制单元109记录转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息，解决了人工校准的费时费力问题，同时，也降低了对工程技术人员实地校准经验的依赖，在一定程度上提高了农机机械化水平。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种农机自动驾驶系统的自动校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101:获取前转向轮的初始角度；
S102:获取转向控制信号调整前转向轮时的调整实时角度；
S103:根据调整实时角度和初始角度获取转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息；步骤S103包括以下步骤：
P101：产生转向控制信号；
P102：将上述产生的转向控制信号输出到液压阀，液压阀在转向控制信号控制下带动前转向轮转向，同时，重复步骤S102获取前转向轮的调整实时角度；
P103：将获取的前转向轮的调整实时角度与初始角度做差，判断所述差的绝对值是否为1-5°，若是，记录转向控制信号的死区值；
P104：根据所述差以及转向控制信号获取转向模式匹配信息；
S104:将转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息加载至电子控制单元。
2.如权利要求1所述的农机自动驾驶系统的自动校准方法，其特征在于，步骤S102包括以下步骤：
通过角度传感器获取前转向轮的调整实时角度模拟信号；
将所述调整时角度模拟信号通过模数转换模块转换为调整实时角度数字信号；
读取所述调整实时角度数字信号获取调整实时角度。
3.如权利要求1所述的农机自动驾驶系统的自动校准方法，其特征在于，所述差的绝对值为2°。
4.如权利要求1或3任意一项所述的农机自动驾驶系统的自动校准方法，其特征在于，所述转向控制信号为占空比随时间不断增大的PWM信号。
5.如权利要求1所述的农机自动驾驶系统的自动校准方法，其特征在于，步骤S104包括以下步骤：
通过步骤S101、步骤S102以及步骤S103获取前转向轮的左转向模式的左转向控制信号的死区值以及左转向模式匹配信息；
通过步骤S101、步骤S102以及步骤S103获取前转向轮的右转向模式的右转向控制信号的死区值以及右转向模式匹配信息；
判断左转向模式匹配信息和右转向模式匹配信息是否互补，如是，将左转向控制信号的死区值、左转向模式匹配信息、右转向控制信号的死区值、右转向模式匹配信息加载至电子控制单元。
6.一种农机自动驾驶系统的自动校准系统，其特征在于，包括前转向轮、初始获取模块、调整获取模块、用于控制前转向轮的液压阀、电子控制单元以及加载输入模块，所述初始获取模块、调整获取模块、液压阀、加载输入模块分别连接电子控制单元；
所述初始获取模块用于获取前转向轮的初始角度；
所述调整获取模块用于获取转向控制信号调整前转向轮时的调整实时角度；
所述电子控制单元用于根据调整实时角度和初始角度获取转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息；电子控制单元包括控制信号单元、存储单元以及反馈单元，所述存储单元用于记录转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息，所述电子控制单元通过控制信号单元与液压阀连接，所述电子控制单元通过反馈单元与调整获取模块连接；
所述加载输入模块用于将转向控制信号的死区值以及转向模式匹配信息加载至电子控制单元。
7.如权利要求6所述的农机自动驾驶系统的自动校准系统，其特征在于，所述调整获取模块包括用于获取前转向轮调整实时角度的角度传感器、与角度传感器电性连接模数转换器，所述调整获取模块通过模数转换器与电子控制单元连接。
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