CN109017779A - 一种收获机智能辅助驾驶系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种收获机智能辅助驾驶系统及控制方法，包括设置在收获机前方的摄像头，用于监测收获机前方农作物分布情况；设置在收获机两侧的距离传感器，用于监测收获机两侧是否具有农作物；处理器A与摄像头连接，以判断收获机前方农作物分布情况，并根据结果进行路径预判以调整转向机构、或开启距离传感器，距离传感器监测两侧是否有遗漏的农作物、并将结果反馈至处理器B，处理器B进行判断并调整转向机构；转向机构与处理器A相连，以将结果反馈至处理器A；摄像头还与处理器C连接，处理C根据摄像头监测结果判断收获机前方密度情况、并根据结果调整油门机构。本发明能够提高收获机的收获率，防止遗漏农作物，且能够提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种辅助驾驶系统，具体涉及一种收获机智能辅助驾驶系统及控制方法。
背景技术
目前，农业机械化发展迅速，针对玉米、小麦等农作物均研制出了相应的收获机，且随着人工智能的发展，收获机逐渐向无人化、智能化发展。但是在现实中，以玉米收获机为例，玉米收获机在收获玉米时，由于田间土地不平整或其他因素，在前进过程中，会产生偏离原定路线的情况发生，从而导致遗漏玉米作物的情况发生，使收获不完全；不仅如此，玉米收获机在收获时，行走速度过快，会导致收获不完全，而行走速度过慢，会降低收获机的工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种收获机智能辅助驾驶系统及控制方法，能够提高收获机的收获率，防止遗漏农作物，且能够提高工作效率。
为实现上述目的，本发明采用的一种收获机智能辅助驾驶系统，包括设置在收获机前方的摄像头，用于监测收获机前方农作物分布情况；设置在收获机两侧的距离传感器，用于监测收获机两侧是否具有农作物；处理器A与所述摄像头连接，以判断收获机前方农作物分布情况，并根据结果进行路径预判以调整转向机构、或开启距离传感器，距离传感器监测两侧是否有遗漏的农作物、并将结果反馈至处理器B，处理器B进行判断并调整转向机构；转向机构与处理器A相连，以将结果反馈至处理器A；所述摄像头还与所述处理器C连接，处理器C根据摄像头监测结果判断收获机前方密度情况、并根据结果调整油门机构。
进一步的，所述距离传感器采用超声波距离传感器。
进一步的，所述距离传感器设置在收获机的前端两侧。
进一步的，还包括有提示器，提示器与处理器B连接、以提示左右两侧是否存在遗漏的农作物。
优选的，所述提示器包括左向提示灯、右向提示灯。
本发明还提供了一种收获机智能辅助驾驶控制方法，包括如下步骤：
S1:通过摄像头监测收获机前方农作物分布情况，以判断收获机车体前进路径中的两侧是否具有农作物；
S2:两侧具有农作物时，根据转向机构进行路径预判，摄像头监测收获机是否按照预判的路径前进，如果偏离预判的路径，则转向机构控制收获机向反方向调整；
其中一侧不具有农作物时，根据转向机构进行路径预判，根据预判的路径，检测收获机前方不具有农作的一侧是否有农作物落入路径之外，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，按照预判的路径前进；并在该过程中，启动收获机两侧的距离传感器，距离传感器检测不具有农作的一侧50cm内是否有遗漏的农作物，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，继续按照预判的路径前进；
当两侧均不具有农作物时，根据转向机构进行路径预判，根据预判的路径，检测收获机前方两侧是否有农作物落入路径之外，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，按照预判的路径前进；并在该过程中，启动收获机两侧的距离传感器，距离传感器检测两侧50cm内是否有遗漏的农作物，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，继续按照预判的路径前进；
S3:在收获机行走过程中，通过摄像头监测农作物分布密度，根据密度判断来调节收获机的油门机构，密度越小，油门越大，反之，则油门越大。
进一步的，所述步骤S2中，当距离传感器监测到一侧有遗漏的农作物时，通过提示器发出提示或警报。
进一步的，处理器A与所述摄像头连接、以分析判断收获机车体前进过程中的两侧是否具有农作物、并进行路径预判及转向结构的控制活动；处理器C与所述摄像头连接、以分析判断收获机前方农作物分布密度、并进行油门机构的控制活动；处理器B与所述距离传感器连接、以分析判断收获机两侧是否有遗漏的农作物、并进行转型机构及提示器的控制活动。
本系统及控制方法可以应用在无人收获机上，在收获机直行段纠正收获机的前进路径；也可以应用在有人驾驶的收获机上，在直行段辅助收获机的驾驶；从而来提高收获率，防止遗漏农作物，同时提高劳动效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是收获机车体前进过程中的两侧具有农作物时的情况示意图；
图3是收获机车体前进过程中的一侧不具有农作物时的情况示意图；
图4是收获机车体前进过程中的两侧均不具有农作物时的情况示意图；
其中，1.收获机，2.农作物。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
收获机1在进行农作物2的收获时，通常采用折返式运行的方式；当首次进入农田的中部时，收获机1的两侧均为农作物2，如图2所示，收获机1在前进过程中，不会产生农作物2遗漏的情况；而当收获机1再次进入农田，紧贴这上次路径前进时，如图3所示，在该次前进路径上，其左侧没有农作物2，右侧具有农作物2，则在左侧就会产生遗漏农作物2的情况；而当收获机1在折返的最后一趟时，通常其前进路径上，两侧的农作物2都已经收割完毕，只有收获机1的前进路径上有农作物2，而此时，其两侧都有可能遗漏农作物2。
本发明针对上述情况，提供一种收获机智能辅助驾驶系统，如图1所示，包括设置在收获机1前方的摄像头，根据收获机1的尺寸大小，可以设置1个，也可以设置2个或2个以上，摄像头应对准收获机1的前方，用于监测收获机1前方农作物2分布情况，主要判断收获机1在前进的路径上，两侧是否有农作物2，以及收获机1前进路径上的农作物2密度分布情况；设置在收获机1两侧的距离传感器，用于监测收获机1两侧是否具有农作物2，该处主要用来检测是否具有遗漏的农作物2；处理器A与摄像头连接，以判断收获机1前方农作物2分布情况，并根据结果进行路径预判以调整转向机构、或开启距离传感器，距离传感器监测两侧是否有遗漏的农作物2、并将结果反馈至处理器B，处理器B进行判断并调整转向机构；转向机构与处理器A相连，以将结果反馈至处理器A；摄像头还与处理器C连接，处理器C根据摄像头监测结果判断收获机1前方密度情况、并根据结果调整油门机构。
其工作原理为：摄像头监测收获机1前方农作物2分布情况，以判断收获机1车体前进路径中的两侧是否具有农作物2；
两侧具有农作物2时，即如图2中的情况时，处理器A根据转向机构进行路径预判，摄像头监测收获机1是否按照预判的路径前进，如果偏离预判的路径，则处理器A向转向机构发出信号，转向机构控制收获机1向反方向调整；
当其中一侧不具有农作物2时，例如图3中的情况，处理器A根据转向机构进行路径预判，根据预判的路径，检测收获机1前方不具有农作的一侧是否有农作物2落入路径之外，如果有，则处理器A向转向机构发出信号，反向调整转向机构，如果没有，按照预判的路径前进；并在该过程中，启动收获机1两侧的距离传感器，距离传感器检测不具有农作的一侧50cm内是否有遗漏的农作物2，如果有，则通过处理器B来控制反向调整转向机构，如果没有，继续按照预判的路径前进；
当两侧均不具有农作物2时，例如图4中的情况，处理器A根据转向机构进行路径预判，根据预判的路径，检测收获机1前方两侧是否有农作物2落入路径之外，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，按照预判的路径前进；并在该过程中，启动收获机1两侧的距离传感器，距离传感器检测两侧50cm内是否有遗漏的农作物2，如果有，则通过处理器B来控制反向调整转向机构，如果没有，继续按照预判的路径前进；根据不同的农作物2，可以设置不同算法，来确保检测结果的准确性；针对玉米，当距离传感器在收获机前进方向上连续检测到2株以上，则认为存在遗漏的农作物2；针对小麦等作物，当距离传感器在收获机前进方向上检测到连续10cm内存在遗漏的农作物2，则认为存在遗漏的农作物2；
并在收获机1行走过程中，通过摄像头监测农作物2分布密度，处理器C进行密度判断，然后根据农作物2密度判断来调节收获机1的油门机构，密度越大，油门越小，收获机1行走越慢，可以进行充分的收割农作物2，反之，则油门越大；从而整体的提高作业效率。
为了提高稳定性，进一步的，距离传感器采用超声波距离传感器。超声波距离感应器无论光照环境如何，均能够正常工作，且检测距离精确。
为了提高收获机1转向的反应速度，进一步的，距离传感器设置在收获机1的前端两侧，对于玉米收获机1来说，可以安装在其前部的摘穗台两侧；一旦有遗漏的农作物2，距离传感器便会立即检测出来。
对于小型的农作物2，收获机1的驾驶证不易发现是否有遗漏农作物2的情况发生，作为进一步的改进方案，如图1，还包括有提示器，提示器与处理器B连接、以提示左右两侧是否存在遗漏的农作物2。优选的，提示器包括左向提示灯、右向提示灯，可以分别提示左侧或右侧有遗漏的农作物2。
本发明还提供了一种收获机智能辅助驾驶控制方法，包括如下步骤：
S1:通过摄像头监测收获机1前方农作物2分布情况，以判断收获机1车体前进路径中的两侧是否具有农作物2；
S2:两侧具有农作物2时，根据转向机构进行路径预判，摄像头监测收获机1是否按照预判的路径前进，如果偏离预判的路径，则转向机构控制收获机1向反方向调整；
其中一侧不具有农作物2时，根据转向机构进行路径预判，根据预判的路径，检测收获机1前方不具有农作的一侧是否有农作物2落入路径之外，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，按照预判的路径前进；并在该过程中，启动收获机1两侧的距离传感器，距离传感器检测不具有农作的一侧50cm内是否有遗漏的农作物2，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，继续按照预判的路径前进；
当两侧均不具有农作物2时，根据转向机构进行路径预判，根据预判的路径，检测收获机1前方两侧是否有农作物2落入路径之外，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，按照预判的路径前进；并在该过程中，启动收获机1两侧的距离传感器，距离传感器检测两侧50cm内是否有遗漏的农作物2，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，继续按照预判的路径前进；
S3:在收获机1行走过程中，通过摄像头监测农作物2分布密度，根据密度判断来调节收获机1的油门机构，密度越大，油门越小，反之，则油门越大。
进一步的，步骤S2中，当距离传感器监测到一侧有遗漏的农作物2时，通过提示器发出提示或警报；从而提示驾驶者。
进一步的，处理器A与摄像头连接、以分析判断收获机1车体前进过程中的两侧是否具有农作物2、并进行路径预判及转向结构的控制活动；处理器C与摄像头连接、以分析判断收获机1前方农作物2分布密度、并进行油门机构的控制活动；处理器B与距离传感器连接、以分析判断收获机1两侧是否有遗漏的农作物2、并进行转型机构及提示器的控制活动。
本系统及控制方法可以应用在无人收获机上，在收获机1直行段纠正收获机1的前进路径；也可以应用在有人驾驶的收获机1上，在直行段辅助收获机1的驾驶；从而来提高收获率，防止遗漏农作物2，同时提高劳动效率。
Claims (8)
1.一种收获机智能辅助驾驶系统，其特征在于，包括设置在收获机(1)前方的摄像头，用于监测收获机(1)前方农作物(2)分布情况；设置在收获机(1)两侧的距离传感器，用于监测收获机(1)两侧是否具有农作物(2)；处理器A与所述摄像头连接，以判断收获机(1)前方农作物(2)分布情况，并根据结果进行路径预判以调整转向机构、或开启距离传感器，距离传感器监测两侧是否有遗漏的农作物(2)、并将结果反馈至处理器B，处理器B进行判断并调整转向机构；转向机构与处理器A相连，以将结果反馈至处理器A；所述摄像头还与所述处理器C连接，处理C根据摄像头监测结果判断收获机(1)前方密度情况、并根据结果调整油门机构。
2.根据权利要求1所述的收获机智能辅助驾驶系统，其特征在于，所述距离传感器采用超声波距离传感器。
3.根据权利要求2所述的收获机智能辅助驾驶系统，其特征在于，所述距离传感器设置在收获机(1)的前端两侧。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的收获机智能辅助驾驶系统，其特征在于，还包括有提示器，提示器与处理器B连接、以提示左右两侧是否存在遗漏的农作物(2)。
5.根据权利要求4所述的收获机智能辅助驾驶系统，其特征在于，所述提示器包括左向提示灯、右向提示灯。
6.一种收获机智能辅助驾驶控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:通过摄像头监测收获机(1)前方农作物(2)分布情况，以判断收获机(1)车体前进路径中的两侧是否具有农作物(2)；
S2:两侧具有农作物(2)时，根据转向机构进行路径预判，摄像头监测收获机(1)是否按照预判的路径前进，如果偏离预判的路径，则转向机构控制收获机(1)向反方向调整；
其中一侧不具有农作物(2)时，根据转向机构进行路径预判，根据预判的路径，检测收获机(1)前方不具有农作的一侧是否有农作物(2)落入路径之外，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，按照预判的路径前进；并在该过程中，启动收获机(1)两侧的距离传感器，距离传感器检测不具有农作的一侧50cm内是否有遗漏的农作物(2)，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，继续按照预判的路径前进；
当两侧均不具有农作物(2)时，根据转向机构进行路径预判，根据预判的路径，检测收获机(1)前方两侧是否有农作物(2)落入路径之外，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，按照预判的路径前进；并在该过程中，启动收获机(1)两侧的距离传感器，距离传感器检测两侧50cm内是否有遗漏的农作物(2)，如果有，则反向调整转向机构，如果没有，继续按照预判的路径前进；
S3:在收获机(1)行走过程中，通过摄像头监测农作物(2)分布密度，根据密度判断来调节收获机(1)的油门机构，密度越小，油门越大，反之，则油门越大。
7.根据权利要求6所述的一种收获机智能辅助驾驶控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，当距离传感器监测到一侧有遗漏的农作物(2)时，通过提示器发出提示或警报。
8.根据权利要求6或7所述的一种收获机智能辅助驾驶控制方法，其特征在于，处理器A与所述摄像头连接、以分析判断收获机(1)车体前进过程中的两侧是否具有农作物(2)、并进行路径预判及转向结构的控制活动；处理器C与所述摄像头连接、以分析判断收获机(1)前方农作物(2)分布密度、并进行油门机构的控制活动；处理器B与所述距离传感器连接、以分析判断收获机(1)两侧是否有遗漏的农作物(2)、并进行转型机构及提示器的控制活动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |