CN106595637A - 农业机械视觉导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了农业机械视觉导航方法，包括以下步骤：获取导航区域的图像信息；对获取的图像信息进行预处理，并对导航基准线的提取，估算农机的位置与和导航基准线之间的相对位姿；对参数进行调试和标定；根据自动导航仪和基准站获取农机的位置坐标和速度信息，车辆按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像，本发明具备良好的机动性和灵活性，可以提高导航定位的精度，可以实现在导航过程中对农机的姿态进行实时调整。

Description

农业机械视觉导航方法

技术领域

本发明涉及农机导航技术领域，具体涉及农业机械视觉导航方法。

背景技术

20世纪90年代以来，“精确农业”技术已被国际农业科技界认为是21世纪实现农业可持续发展的先导性技术之一。农业机械的自动导航是现代智能农业机械的一个重要组成部分，有着广阔的发展前景。研究自主行走的农业机械实现精确定点投放，从量的角度尽可能减少农用化学物质的使用应该是解决此问题的一个重要途径和发展方向。现代化农业机械具备的作业功能将会越来越多，研制农业车辆的自主或辅助导航系统有利于驾驶人员抽出更多的时间去关注驾驶以外的其它操作，以便能够实现预期的各项作业目标。

传统的视觉系统的导航控制方面都还依然存在问题，尤其在农业机械方面，比如在图像处理方面，如何在农田复杂背景下提取出可靠度较高的路径边缘，以及自定位中如何调整自身位姿等。因此对农业机械视觉导航技术的研究尤为重要。

精细农业包括定位处方农作和农情信息自动采集，其中定位处方农作要求农业机械可以按照预先规划好的路径在田间行走，准确到达目的地并完成既定作业任务。精确导航是实现农业机械自主行走的关键技术之一，其定位精度直接影响农业机械进行路径自动跟踪的质量。因此，提高导航定位的精度，是改善农业机械路径跟踪质量的首要问题。

发明内容

为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了农业机械视觉导航方法，具备良好的机动性和灵活性安全性，可以提高导航定位的精度。

本发明提供了农业机械视觉导航方法，包括以下步骤：

获取导航区域的图像信息；

对获取的图像信息进行预处理，并对导航基准线的提取，估算农机的位置与和导航基准线之间的相对位姿；

对参数进行调试和标定；

根据自动导航仪和基准站获取农机的位置坐标和速度信息，车辆按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像。

上述的方法，其中，所述获取导航区域的图像信息的步骤包括：

通过视觉传感器获取导航区域的图像信息。

上述的方法，其中，所述对获取的图像信息进行预处理，并对导航基准线的提取，估算农机的位置与和导航基准线之间的相对位姿的步骤包括：

采用导航传感器组合测量得到农业机械在的原始纬度、经度、高度坐标和前进速度，并测量得到农业机械的原始横滚角度、俯仰角度、横摆角速度和前进方向加速度。

上述的方法，其中，所述对参数进行调试和标定的步骤包括：

对角度传感器标定、电磁阀标定、P ID标定、倾角传感器标定和横滚角自动标定。

上述的方法，其中，所述根据自动导航仪和基准站获取农机的位置坐标和速度信息，车辆按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像的步骤包括：

对储存的农作物图像信息进行处理并作出相应的姿态调整。

本发明具有以下优点：具备良好的机动性和灵活性，可以提高导航定位的精度，可以实现在导航过程中对农机的姿态进行实时调整。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明的农业机械视觉导航方法的流程示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参照图1所示，本发明提供了农业机械视觉导航方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取导航区域的图像信息，其中具体包括，通过视觉传感器获取导航区域的图像信息，进一步优选为：视觉传感器分别安装在农机最前端机架、农机左右两侧的机架上，安装在农机左右两侧机架上的视觉传感器相背设置。

步骤S2：对获取的图像信息进行预处理，并对导航基准线的提取，估算农机的位置与和导航基准线之间的相对位姿，具体包括，采用导航传感器组合测量得到农业机械在的原始纬度、经度、高度坐标和前进速度，并测量得到农业机械的原始横滚角度、俯仰角度、横摆角速度和前进方向加速度，进一步优选：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。

步骤S3：对参数进行调试和标定，其中包括，对角度传感器标定、电磁阀标定、PID标定、倾角传感器标定和横滚角自动标定，也就是说，用户只需要在显示屏上点触想设置的车辆以及犁具信息，就不用担心以后更换犁具所带来的烦恼了。除此之外，在搜星状态不好，基站信号不稳定的情况下通过声音来提示你，来找回“最佳状态。

步骤S4：根据自动导航仪和基准站获取农机的位置坐标和速度信息，车辆按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像，对储存的农作物图像信息进行处理并作出相应的姿态调整，也就是说对储存的图像进行处理，然后对农机的姿态作出相应的调整，可以满足农机在正常的行使路径上，可以提高导航的精度。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.农业机械视觉导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取导航区域的图像信息；

对获取的图像信息进行预处理，并对导航基准线的提取，估算农机的位置与和导航基准线之间的相对位姿；

对参数进行调试和标定；

根据自动导航仪和基准站获取农机的位置坐标和速度信息，车辆按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像。

2.如权利要求1所述的农业机械视觉导航方法，其特征在于，所述获取导航区域的图像信息的步骤包括：

通过视觉传感器获取导航区域的图像信息。

3.如权利要求2所述的农业机械视觉导航方法，其特征在于，所述对获取的图像信息进行预处理，并对导航基准线的提取，估算农机的位置与和导航基准线之间的相对位姿的步骤包括：

采用导航传感器组合测量得到农业机械在的原始纬度、经度、高度坐标和前进速度，并测量得到农业机械的原始横滚角度、俯仰角度、横摆角速度和前进方向加速度。

4.如权利要求1所述的农业机械视觉导航方法，其特征在于，所述对参数进行调试和标定的步骤包括：

对角度传感器标定、电磁阀标定、PID标定、倾角传感器标定和横滚角自动标定。

5.如权利要求1-4任一项所述的农业机械视觉导航方法，其特征在于，所述根据自动导航仪和基准站获取农机的位置坐标和速度信息，车辆按照设定的路径行走并实时存储耕作农作物图像的步骤包括：

对储存的农作物图像信息进行处理并作出相应的姿态调整。