CN107357296A - 一种育秧机自动纠偏系统、方法及育秧机 - Google Patents

一种育秧机自动纠偏系统、方法及育秧机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种育秧机自动纠偏系统，包括：至少三个距离传感器、运动控制器、左轮驱动器、右轮驱动器；所述距离传感器连接所述运动控制器，其依次设置在所述育秧机底部的两边及中间位置，用于检测所述育秧机底部距离地面的距离，将所述距离数据发送到所述运动控制器；所述运动控制器连接所述第一驱动器、所述第二驱动器，用根据所述距离数据得到育秧机偏航状态，控制所述左轮驱动器或所述右轮驱动器工作，改变所述育秧机的运动方向；其中，所述左轮驱动器连接所述育秧机左轮，所述右轮驱动器连接所述育秧机右轮。本发明的控制电路自动化程度高、能够自动检测运动方向且自动矫正运动方向。

Description

一种育秧机自动纠偏系统、方法及育秧机
技术领域
本发明属于育秧领域，具体涉及一种育秧机自动纠偏系统、方法及育秧机。
背景技术
目前市面上的育秧机绝大多数使用纯机械的半自动工作方式，用户在实际使用时，工作量较大且需要一定的作业经验才能顺利完成整个工作流程。现有的育秧机自动化程度低，无法自动检测运动方向，且当偏离运动轨迹时，需要人工进行控制来矫正，因此其工作效率较低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种自动化程度高、能够自动检测运动方向且自动矫正运动方向的育秧机自动纠偏系统、方法及育秧机。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种育秧机自动纠偏系统，包括：至少三个距离传感器、运动控制器、左轮驱动器、右轮驱动器；
所述距离传感器连接所述运动控制器，其依次设置在所述育秧机底部的两边及中间位置，用于检测所述育秧机底部距离地面的距离，将所述距离数据发送到所述运动控制器；
所述运动控制器连接所述第一驱动器、所述第二驱动器，用根据所述距离数据得到育秧机偏航状态，控制所述左轮驱动器或所述右轮驱动器工作，改变所述育秧机的运动方向；
其中，所述左轮驱动器连接所述育秧机左轮，所述右轮驱动器连接所述育秧机右轮。
进一步地，所述偏航状态包括右向偏航、左向偏航。
进一步地，还包括微处理器，所述微处理器连接所述运动控制器；所述运动控制器还用于发送所述距离数据到所述微处理器，所述微处理器存储所述距离数据。
进一步地，还包括图像采集装置，所述图像采集装置连接所述微处理器，其设置于所述育秧机前方，用于采集所述育秧机行径方向前方的图像数据，并将所述图像数据发送到所述微处理器。
进一步地，还包括显示装置，所述显示装置连接所述微处理器，所述微处理器还用于发送所述图像数据到所述显示装置，所述显示装置将所述图像数据输出到显示屏上。
进一步地，所述显示装置还用于显示所述偏航状态。
进一步地，所述距离传感器为超声波传感器阵列。
本发明同时提供一种基于距离检测的自动寻路育秧机控制方法，应用于本发明的电路，包括以下步骤：
S1、启动育秧机，初始化所述电路；
S2、传感器采集育秧机底部距离地面的距离数据，当判断所述距离数据大于预定数据时，运动控制器存储设置第一归一化数值、否则设置第二归一化数值；
S3、所述运动控制器根据所述归一化数值，判断所述育秧机的偏航状态；
S4、所述运动控制器根据所述育秧机的偏航状态控制所述左轮驱动器或所述右轮驱动器工作，纠正所述育秧机的运动方向。
进一步地，所述归一化数值为0或1。
本发明同时提供一种育秧机，包括如本发明所述的控制电路。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明的育秧机自动纠偏系统利用距离传感器采集检测育秧机底部距离地面的距离，能够判断育秧机车身是否偏航，从而进行对应的调整，使育秧机能够正常工作，相比于现有技术，本发明能够自动检测运动方向且自动矫正运动方向，自动化程度高。
2、本发明的育秧机自动纠偏系统通过设置图像采集装置，实时采集育秧机前方的图像数据，并显示在显示器上，可以使用户辅助判断育秧机的工作状态，提高育秧机工作时的稳定性。
附图说明
图1所示为本发明的育秧机自动纠偏系统模块框图。
图2所示为本发明另一实施例的育秧机自动纠偏系统模块框图。
图3所示为本发明另一实施例的育秧机自动纠偏系统模块框图。
图4所示为本发明的基于距离检测的自动寻路育秧机控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例一
图1所示为本发明的育秧机自动纠偏系统模块框图，包括：至少三个距离传感器、运动控制器、左轮驱动器、右轮驱动器；
所述距离传感器连接所述运动控制器，其依次设置在所述育秧机底部的两边及中间位置，用于检测所述育秧机底部距离地面的距离，将所述距离数据发送到所述运动控制器；
所述运动控制器连接所述第一驱动器、所述第二驱动器，用根据所述距离数据得到育秧机偏航状态，控制所述左轮驱动器或所述右轮驱动器工作，改变所述育秧机的运动方向；
其中，所述左轮驱动器连接所述育秧机左轮，所述右轮驱动器连接所述育秧机右轮。所述运动控制器为单片机。
本发明的育秧机自动纠偏系统利用距离传感器采集检测育秧机底部距离地面的距离，能够判断育秧机车身是否偏航，从而进行对应的调整，使育秧机能够正常工作，相比于现有技术，本发明能够自动检测运动方向且自动矫正运动方向，自动化程度高。
在一个具体实施方式中，所述偏航状态包括右向偏航、左向偏航。
在一个具体实施方式中，参看图2，还包括微处理器，所述微处理器连接所述运动控制器；所述运动控制器还用于发送所述距离数据到所述微处理器，所述微处理器存储所述距离数据。
在一个具体实施方式中，参看图3，还包括图像采集装置，所述图像采集装置连接所述微处理器，其设置于所述育秧机前方，用于采集所述育秧机行径方向前方的图像数据，并将所述图像数据发送到所述微处理器。
还包括显示装置，所述显示装置连接所述微处理器，所述微处理器还用于发送所述图像数据到所述显示装置，所述显示装置将所述图像数据输出到显示屏上。所述显示装置为LCD显示器。
在一个具体实施方式中，所述显示装置还用于显示所述偏航状态。
在一个具体实施方式中，所述距离传感器为超声波传感器阵列。
本发明的育秧机自动纠偏系统通过设置图像采集装置，实时采集育秧机前方的图像数据，并显示在显示器上，可以使用户辅助判断育秧机的工作状态，提高育秧机工作时的稳定性。
本发明同时提供一种基于距离检测的自动寻路育秧机控制方法，应用于本发明的电路，参看图4，包括以下步骤：
S1、启动育秧机，初始化所述电路；
S2、传感器采集育秧机底部距离地面的距离数据，当判断所述距离数据大于预定数据时，运动控制器存储设置第一归一化数值、否则设置第二归一化数值；
S3、所述运动控制器根据所述归一化数值，判断所述育秧机的偏航状态；
S4、所述运动控制器根据所述育秧机的偏航状态控制所述左轮驱动器或所述右轮驱动器工作，纠正所述育秧机的运动方向。
在一个具体实施方式中，所述归一化数值为0或1。
针对于南方水田的地形特点，一般水槽和周围地面存在高度差，用户只需将传感器调整至合适的探测位置，按下初始化按键启动育秧机。育秧机会循着水槽做运动，同时将当前育秧机的工作状态通过摄像头实时的显示在LCD上。将这些测量结果作为算法输入，控制器经过一系列运算，将超声波传感器阵列的值按照区间进行0-1化，即将某一个区间的值全部置位，另一个区间的值全部置0。最后得到一系列0-1信息，控制器依据这些信息进行判断，得出当前车身的偏航状态以及偏航程度，生成对应的控制指令使得执行机构来驱动推拉杆，进而控制育秧机左轮和右轮的离、合，实现纠偏。
由于存在高度差，超声波传感器阵列得到的测量值会落在两个数值区间里，本实施例以4个传感器阵列为例，为了能够清楚的描述实施过程，本实施例对传感器阵列进行编号，分别为1，2，3，4，正常工作时，1,4号传感器正对地面，2,3号传感器正对水槽，当2和3传感器照射到水槽时，其采样到的距离值相对于1和4都比较大，这样控制器就可以判断2和3号传感器在水槽上方，当前位置合法。若3和4在水槽正上方，通过比较传感器阵列测量的的相对距离，就可以得到传感器3和4在水槽正上方，表明其偏离路线，同样的，若1和2在水槽正上方，通过比较传感器阵列测量的的相对距离，就可以得到传感器1和2在水槽正上方，表明其向另一个方向偏离了路线。具体左偏或右偏根据传感器的设置位置而确定。
本发明同时提供一种育秧机，包括如本发明所述的控制电路。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于地标图像检测的自动寻路育秧机控制电路，其特征在于，包括：至少三个距离传感器、运动控制器、左轮驱动器、右轮驱动器；
所述距离传感器连接所述运动控制器，其依次设置在所述育秧机底部的两边及中间位置，用于检测所述育秧机底部距离地面的距离，将所述距离数据发送到所述运动控制器；
所述运动控制器连接所述第一驱动器、所述第二驱动器，用根据所述距离数据得到育秧机偏航状态，控制所述左轮驱动器或所述右轮驱动器工作，改变所述育秧机的运动方向；
其中，所述左轮驱动器连接所述育秧机左轮，所述右轮驱动器连接所述育秧机右轮。
2.根据权利要求1所述的育秧机自动纠偏系统，其特征在于，所述偏航状态包括右向偏航、左向偏航。
3.根据权利要求1所述的育秧机自动纠偏系统，其特征在于，还包括微处理器，所述微处理器连接所述运动控制器；所述运动控制器还用于发送所述距离数据到所述微处理器，所述微处理器存储所述距离数据。
4.根据权利要求3所述的育秧机自动纠偏系统，其特征在于，还包括图像采集装置，所述图像采集装置连接所述微处理器，其设置于所述育秧机前方，用于采集所述育秧机行径方向前方的图像数据，并将所述图像数据发送到所述微处理器。
5.根据权利要求4所述的育秧机自动纠偏系统，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置连接所述微处理器，所述微处理器还用于发送所述图像数据到所述显示装置，所述显示装置将所述图像数据输出到显示屏上。
6.根据权利要求5所述的育秧机自动纠偏系统，其特征在于，所述显示装置还用于显示所述偏航状态。
7.根据权利要求1所述的育秧机自动纠偏系统，其特征在于，所述距离传感器为超声波传感器阵列。
8.一种基于距离检测的自动寻路育秧机控制方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的电路，其特征在于，包括以下步骤：
S1、启动育秧机，初始化所述电路；
S2、传感器采集育秧机底部距离地面的距离数据，当判断所述距离数据大于预定数据时，运动控制器存储设置第一归一化数值、否则设置第二归一化数值；
S3、所述运动控制器根据所述归一化数值，判断所述育秧机的偏航状态；
S4、所述运动控制器根据所述育秧机的偏航状态控制所述左轮驱动器或所述右轮驱动器工作，纠正所述育秧机的运动方向。
9.根据权利要求8所述的基于距离检测的自动寻路育秧机控制方法，其特征在于，所述归一化数值为0或1。
10.一种育秧机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的控制电路。
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