CN109213167A - 一种农机无人化智慧控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农机无人化智慧控制系统及其控制方法，该控制系统包括：作业管理终端、导航定位装置、主控制装置、无线通讯管理装置、转向控制及执行装置、速度控制及执行装置和档位控制及执行装置；本发明的提供的控制系统可方便基于现有农机改造，极大地降低了成本；通信方式以性能可靠、易用的CAN通信为主，可以很好的实现各装置之间实时通信，保证控制算法的实时性和可靠性；可实现农机自动行走、转向和田间作业，节省人力物力，提高作业效率。

Description

一种农机无人化智慧控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种农业机械领域的技术，具体是一种农机无人化智慧控制系统及其控制方法。

背景技术

农业机械因其节省人工和成本的优点，已被越来越多的农户接受。但原有的农业机械装备仍然是人工操作的方式，至少需要一人完成驾驶、自动化程度不高，不能实现无人化农机作业。农业机械的驾驶员要克服高温日照等恶劣的野外环境，作业质量受到驾驶员的经验影响，效率低,出现重叠和遗漏,作业质量差，不利于农业现代化、无人化、智能化。同时，改革开放以来，农民大量进城，农村普遍遭遇劳动力流失和老龄化的尴尬处境。因此，农业机械无人化操作是农业发展趋势。推进无人化农场建设的有力措施。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种农机无人化智慧控制系统及其控制方法，该系统可方便基于现有农机改造，极大地降低了成本；通信方式以性能可靠、易用的CAN通信为主，可以很好的实现各模块之间实时通信，保证控制算法的实时性和可靠性；可实现农机自动行走、转向和田间作业，节省人力物力，提高作业效率。

第一方面，本发明提供一种农机无人化智慧控制系统，包括：作业管理终端、导航定位装置、主控制装置、无线通讯管理装置、转向控制及执行装置、速度控制及执行装置和档位控制及执行装置；

其中：所述作业管理终端与所述无线通讯管理装置通信连接，所述作业管理终端通过所述无线通讯管理装置向所述主控制装置输出规划路径作业信息并接收运行状态信息；

所述导航定位装置通过CAN收发器与所述主控制装置连接，用于输出农机方位信息至主控制装置；

所述主控制装置通过所述CAN收发器与所述转向控制及执行装置、速度控制及执行装置和档位控制及执行装置连接；

所述主控制装置根据获取的所述规划路径作业信息和所述农机方位信息，分别向所述转向控制及执行装置输出转向控制量、向所述速度控制及执行装置输出速度控制量、向所述档位控制及执行装置输出档位控制量，实现作业机具同步控制。

在一个实施例中，所述作业管理终端包括：

相互连接的作业监控模块、路径规划模块和数据通讯模块；所述数据通讯模块与所述无线通讯管理装置和云服务器通信连接；

其中：所述作业监控模块通过所述数据通讯模块与所述无线通讯管理装置，接收所述主控制装置发送的作业状况实时监控信息；

所述路径规划模块接收所述作业监控模块发送的作业间距参数；

所述路径规划模块通过数据通讯模块接收云服务器发送的作业地块的方位和尺寸信息，并根据所述作业间距参数、作业地块的方位和尺寸信息生成规划作业路径；或所述路径规划模块接收手动设置的规划作业路径；

所述路径规划模块通过所述数据通讯模块与所述无线通讯管理装置将所述规划作业路径发送给所述主控制装置。

在一个实施例中，所述导航定位装置，接收下述任一项卫星定位系统的定位信息：

GPS、Glonass、Galileo和北斗卫星。

在一个实施例中，所述无线通讯管理装置，包括：RS232接口，无线数传电台组和蓝牙通讯模块。

在一个实施例中，所述转向控制及执行装置，包括：转向控制器、油路块、驱动器、分配阀、左右油缸、结合杠杆和位置传感器；

其中：所述转向控制器、油路块、分配阀和左右油缸依次连接；

所述转向控制器还与所述CAN收发器连接；所述位置传感器与所述农机车身固定连接，所述位置传感器与所述CAN收发器连接；

所述转向驱动器与所述CAN收发器连接；

所述左右油缸通过油缸推杆及所述转向驱动器通过步进电机推杆控制所述结合杠杆实现农机转向控制与轨迹跟踪。

在一个实施例中，所述速度控制及执行装置，包括：速度控制器和分别与所述速度控制器相连的带有位置反馈的第一电动推杆和油门踏板连接器；

其中：所述速度控制器通过CAN收发器接收主控制装置发出的速度控制量；第一电动推杆设置于车身上且其伸出端通过所述油门踏板连接器与油门踏板连接。

在一个实施例中，所述档位控制及执行装置，包括：档位控制器、第二ADC模块、第二电动推杆驱动器、带位置反馈的第二电动推杆、换挡拨杆、档位拨叉连接器和变速箱连杆；

所述档位控制器分别与ADC模块和驱动器连接，所述ADC模块与所述驱动器连接，驱动器与所述第二电动推杆连接；

所述第二电动推杆与所述档位拨叉连接器的一端连接，所述档位拨叉连接器的另一端与所述换挡拨杆中部铰接；所述换挡拨杆底端与所述变速箱连杆铰接；所述变速箱连杆末端与所述农机变速箱连接。

第二方面，本发明实施例提供一种农机无人化智慧控制方法，包括：获取作业地块的方位、尺寸和作业间距参数以及所述农机的方位信息；所述方位信息包括经纬度和方位角数据；

根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，生成规划路径作业信息；

将所述农机的经纬度和方位角数据，通过坐标转换算法转换为作业地块坐标系中的坐标；

根据所述规划路径作业信息和所述农机的坐标，控制所述农机执行前进、后退、转向和机具同步作业。

在一个实施例中，根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，生成规划路径作业数据，包括：

根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，采用Ω型路径规划算法规划地头转向路径，采用直线路径规划算法规划地头外的作业区路径。

在一个实施例中，控制所述农机执行前进、后退、转向和机具同步作业，包括：

当在直行路径段，所述农机方位与规划地头外的作业区路径存在横向偏差或航向角偏差且超过预设阈值时，则控制所述农机进行转向；

当在地头路径段，根据规划地头转向路径及所述农机方位，通过PID控制算法控制农机速度、前进、后退和转向，并进行路径跟踪；

根据所述农机方位信息和规划路径作业信息，当所述农机到达作业路径直行或转向的同时，控制所述机具同步提升避障或落下作业。

本发明提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明提供的上述提供一种农机无人化智慧控制系统，可方便基于现有农机改造，极大地降低了成本；通信方式以性能可靠、易用的CAN通信为主，可以很好的实现各装置之间实时通信，保证控制算法的实时性和可靠性；可实现农机自动行走、转向和田间作业，节省人力物力，提高作业效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种农机无人化智慧控制系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的作业管理终端及其连接关系的示意图；

图3为本发明实施例提供的无线通讯管理装置及其连接关系的示意图；

图4为本发明实施例提供的转向控制及执行装置的示意图；

图5为本发明实施例提供的速度控制及执行装置的示意图；

图6为本发明实施例提供的档位控制及执行装置的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种农机无人化智慧控制方法的流程图。

其中：1-作业管理终端，101-作业监控模块、102-路径规划模块102、103-数据通讯模块、104服务器远程通讯单元，105-主控器无线通讯单元；

2-导航定位装置，3-CAN收发器，4-无线通讯管理装置，401-RS232接口，402-蓝牙通讯模块，403-无线数传电台模组；

5-主控制装置，6电磁液压分配控制及执行装置，7转向控制及执行装置，701-转向控制器，702-油路块，703-转向驱动器，704-分配阀，705-左右油缸，706-结合杠杆，707-位置传感器，707-农机车身；

8-速度控制及执行装置，801-速度控制器，802-第一ADC模块，803-第一电动推杆驱动器，804-第一电动推杆，805-油门踏板，806-弹簧，807-油门踏板连接器；

9-档位控制及执行装置，901-档位控制器，902-第二ADC模块，903-第二电动推杆驱动器，904第二电动推杆，905-换挡拨杆，906-档位拨叉连接器，907-变速箱连杆，10-作业控制及执行装置。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供的一种农机无人化智慧控制系统，方便基于现有履带农机改造，极大地降低了成本；能在复杂的水田环境下实现自动行走和转向，适合履带农机旋耕、平地、打浆、开沟、起垄使用；参照图1所示，包括：作业管理终端1、导航定位装置2、CAN收发器3、无线通讯管理装置4、主控制装置5、电磁液压分配控制及执行装置6、转向控制及执行装置7、速度控制及执行装置8和档位控制及执行装置9，作业控制及执行装置10。其中：作业管理终端1与无线通讯管理装置4通信连接，通过无线通讯管理装置4向主控制装置5输出规划路径作业信息并接收运行状态信息；

作业管理终端1获取作业地块的位置信息和作业GIS信息并生成规划作业路径；或根据用户输入的作业地块等信息生成规划作业路径；上述作业地块的位置信息，比如包括作业地块的方位、尺寸等信息；作业GIS信息，比如作业间距参数、农机的经纬度和方位角数据等；

作业管理终端1将生成的规划作业路径通过无线通讯管理装置4发送给主控制装置5，并转发给作业控制及执行装置10，配合机具同步运转；作业管理终端1还用于状况信息显示监控。

导航定位装置2其将农机位置信息通过CAN总线输出至主控制装置5进行分析和处理以控制比如履带农机行走或者转向；

转向控制及执行装置7接收主控制装置5通过CAN总线发送的转向控制报文，解析位置信息通过分析处理得出控制量，通过CAN收发器3发送给电磁液压分配控制及执行装置6或控制双向油缸传动，实现精确转向；转向时根据作业升降需求配合机具动作，速度控制及执行装置8接收主控制装置5通过CAN总线发送的速度控制报文，计算出油门位置和第一电动推杆的位移，通过第一电动推杆驱动器驱动第一电动推杆运动，调节油门位置，实现速度控制；档位控制及执行装置9接收主控制装置5通过CAN总线发送的控制报文，调节换挡拨杆档位，实现前进、倒车和空挡调节。

通信方式以性能可靠、易用的CAN通信为主，可以很好的实现各装置之间实时通信，保证控制算法的实时性和可靠性；可实现农机自动行走、转向和田间作业，节省人力物力，提高作业效率。

进一步地，上述CAN收发器3比如可以使用NXP的TJA1050T收发模块，或是其他型号比如82C250与PCA2C250，上述种类的CAN收发器具有降低射频干扰、热防护、抗车辆环境下的瞬间干扰等特性均可，本发明实施例对此不做限定。

上述的主控制装置5包括：主处理单元，外部设有两个RS232接口(其中一个用于接收导航定位信息，另一个用于数据通讯)、SD卡数据存储接口和用于对各动作执行单元的控制及位置姿态检测的CAN总线接口；其中：两个RS232接口、SD卡数据存储接口、CAN总线接口通过内部数据总线与主处理单元进行数据交换与通讯；主处理单元根据来自比如北斗导航系统提供的位置信息、作业管理终端1提供的路径信息、位置传感器和解析成用于控制转向控制及执行系统、速度控制及执行系统和档位控制及执行系统的运动的控制信息，实现农机的自动行走、转向、避障，满足作业机具同步，提升避障和落地作业需求，实现远程控制起步行走和到达终点停止作业及行走动作。

如图2所示，上述作业管理终端1包括：作业监控模块101、路径规划模块102、数据通讯模块103，数据通讯模块103包括：服务器远程通讯单元104和主控器无线通讯单元105两部分，使得作业管理终端1可与存储作业地块信息的云服务器和主控制装置5通讯，其中：主控制装置5通过无线通讯管理装置4和主控器无线通讯单元105与作业管理终端1通信，发送履带农机作业状况，通过作业监控模块101供用户监控；路径规划模块102可通过主控器无线通讯单元105获取作业地块的位置信息，通过服务器远程通讯模块104从云服务器获取作业GIS信息，生成作业路径，并通过主控器无线通讯单元105和无线通讯管理装置4发送给主控制装置5以自动驾驶；同时也可通过作业监控模块101手动设置地块信息、作业路径需要的相关参数，路径规划模块102规划出作业路径后，通过主控器无线通讯单元105和无线通讯管理装置4发送给主控制装置5。另外，履带农机的位置和运动参数可以实时显示在作业监控模块101上，其中作业监控模块101比如是能交互输入数据的可视化终端，使之人性化。

其中，导航定位装置2可用于接收任一项卫星定位系统的定位信息，比如GPS、Glonass、Galileo和北斗卫星；本发明实施例中，比如用于测量履带农机本体的厘米级精准位置的导航定位装置2为中国北斗导航系统，可接收北斗卫星的定位信息。中国北斗导航系统使用RTK差分全球定位，可用于测量农机本体的厘米级精准位置，将农机位置信息发给主控制装置5进行分析和处理，以控制农机行走或者转向。

如图3所示，上述无线通讯管理装置4包括：RS232接口401、蓝牙通讯模块402、无线数传电台模组403，该无线通讯管理装置4通过RS232接口401与主控制装置5的第二RS232接口连接，将主控制装置5提供的作业数据通过蓝牙通讯模块402和无线数传电台模组403发送给作业管理终端1。

优选地，上述无线通讯管理装置4的蓝牙通讯模块402可以使用TI的CC2541模块。

如图4所示，上述转向控制及执行装置7包括：转向控制器701、油路块702、转向驱动器703、分配阀704、左右油缸705、结合杠杆706和位置传感器707；其中，转向控制器701、油路块702、分配阀704和左右油缸705依次连接；转向控制器701还与CAN收发器3连接；位置传感器707与农机车身固定连接，位置传感器707与CAN收发器3连接；转向驱动器703与CAN收发器3连接；

其中：主控制装置5根据履带农机在地块中的方位和规划路径位置计算出转向角后，发送转向控制的CAN报文给速度控制及执行装置7的转向控制器701，位置传感器707与履带农机车身708固定连接，通过CAN总线发送给转向控制器701，转向控制器701融合处理编码器反馈的电机转角，并通过电磁分配阀控制系统6的协调，指令左右油缸联动结合杠杆实现精准转向。

转向控制及执行装置7实现用于检测并通过CAN总线向主控制装置5输出转角反馈等信号，用于检测车身转向姿态传感器设置于车身上并通过CAN总线向主控制装置输出车身姿态反馈信号，CAN总线接收来自主控制装置的转向系统动作信号并驱动电磁分配阀704在油缸动作传递转向臂控制接合杠杆706实现履带农机转向控制与轨迹跟踪，高路径跟踪精度。

如图5所示，上述速度控制及执行装置8包括：速度控制器801、第一ADC模块802、第一电动推杆驱动器803和带位置反馈的第一电动推杆804，其中：第一电动推杆804通过油门踏板连接器807和油门踏板805相连，第一电动推杆前进时拉动油门踏板805下压，履带农机加速；第一电动推杆804后退时，在弹簧806的作用下，油门踏板805上升，履带农机减速，主控制装置5根据履带农机在地块中的方位和规划路径计算出履带农机应有的速度后，发送速度控制的CAN报文给速度控制及执行装置8的速度控制器801，速度控制器801计算得出第一电动推杆位移后，根据第一ADC模块802实时测得的第一电动推杆804的位置反馈，即油门位置，通过闭环控制第一电动推杆驱动器803实现推杆的前进和后退，从而带动油门下压或上升，直到到达指定的油门位置，从而控制履带农机的速度，自动行走。

上述速度控制及执行装置8可实时采集第一电动推杆的当前位置，通过闭环反馈实现对第一电动推杆给定位置的高精度控制，速度控制器另外输出踏板控制指令至油门踏板连接器以控制油门踏板位置，实现农机行进速度的自主控制。

优选地，上述速度控制及执行装置8的速度控制器801可使用STM的STM8S208S6T6C。

如图6所示，上述的档位控制及执行装置9包括：档位控制器901，第二ADC模块902，第二电动推杆驱动器903和带位置反馈的第二电动推杆904，换挡拨杆905，换挡拨杆905有两无级3个档位：前进挡、空挡和倒车档，运动到特定档位位置后，换挡拨杆905可自动停止，档位拨叉连接器906和变速箱连杆907都与换挡拨杆905铰接，变速箱连杆907末端与履带农机变速箱连接，主控制装置5根据履带农机在地块中的方位和规划路径判断履带农机需要前进还是倒车后，发送档位控制的CAN报文给档位控制器901，档位控制器901解析出目标档位后，根据第二ADC模块902测量的推杆位置反馈，闭环控制第二电动推杆驱动器903驱动第二电动推杆904运动，带动换挡拨杆905转动到指定档位卡槽卡住，换挡拨杆905前后移动完成无级调速和实现正反转动，带动变速箱连杆907实现换挡。

优选地，档位控制器901也可使用STM的STM8S208S6T6C。

本实施例涉及上述履带农机无人化智慧控制系统，其工作过程具体包括如下步骤：

步骤1，通过作业管理终端1的作业监控模块101结合导航定位装置2确定作业地块的方位和尺寸，设置履带农机作业间距等作业参数。路径规划模102根据作业地块方位尺寸信息用全覆盖路径规划算法规划出履带农机的作业路径后，发送给主控制装置保存和执行。

步骤2，履带农机行驶至作业地块的起点，通过作业管理终端1开启无人化操作模式。

步骤3，主控制装置5结合导航定位装置2提供的履带农机的经纬度和方位角，通过坐标转换算法转换为作业地块坐标系里的坐标，结合预先规划的作业路径执行直行，转向和机具同步作业，直至完成。

其中：在步骤1中，路径规划模块102可采用Ω型路径规划算法规划地头转向路径，地头外的作业区路径使用直线路径规划算法。路径规划模块102所需的作业地块信息可通过服务器远程通讯单元获取云服务器提供的GIS信息得到，也可通过作业监控模块101用户输入得到。

在步骤3中，主控制装置5根据导航定位装置2得到的履带农机方位信息和储存的作业路径数据比较，判断是否需要转向。在直行路径段，当履带农机方位与作业路径存在横向偏差或航向角偏差且超过精度要求(比如横向偏差5cm、航向角偏差5°)，则通过滑模控制算法控制转向控制及执行装置7进行转向，调整履带农机方位，减小跟踪误差；当误差在精度接受范围内，则履带农机保持此航向角直行。在地头路径段，主控制装置5根据规划的转向路径及导航定位装置2提供的履带农机方位，通过PID控制算法控制履带农机速度和转向进行路径跟踪。

在步骤3中，当主控制装置5根据定位导航系统2得到的履带农机方位信息和储存的作业路径数据，判断履带农机到达作业路径直行或转向的同时，机具同步提升避障或落下作业，判断起点运行及判断到达终点，则停止作业和行走，并通过作业管理终端1中的作业监控模块101通知用户。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种农机无人化智慧控制方法，参照图7包括S701～S703：

S701、获取作业地块的方位、尺寸和作业间距参数以及所述农机的方位信息；所述方位信息包括经纬度和方位角数据；

S702、根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，生成规划路径作业信息；

S703、将所述农机的经纬度和方位角数据，通过坐标转换算法转换为作业地块坐标系中的坐标；

S704、根据所述规划路径作业信息和所述农机的坐标，控制所述农机执行前进、后退、转向和机具同步作业。

其中，步骤S701中，获取的方式可以是同时获取，也可以是非同时获取；步骤S702和S703没有执行顺序的限定，该两个步骤可同时执行，也可先执行S703再执行S702，还可以先执行S702再执行S703。本实施中，对此不做限定。

在一个实施例中，步骤S702中根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，生成规划路径作业数据，包括：

根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，采用Ω型路径规划算法规划地头转向路径，采用直线路径规划算法规划地头外的作业区路径。

在一个实施例中，步骤S704中，控制所述农机执行前进、后退、转向和机具同步作业，包括：

当在直行路径段，所述农机方位与规划地头外的作业区路径存在横向偏差或航向角偏差且超过预设阈值时，则控制所述农机进行转向；

当在地头路径段，根据规划地头转向路径及所述农机方位，通过PID控制算法控制农机速度、前进、后退和转向，并进行路径跟踪；

根据所述农机方位信息和规划路径作业信息，当所述农机到达作业路径直行或转向的同时，控制所述机具同步提升避障或落下作业。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种农机无人化智慧控制系统，其特征在于，包括：作业管理终端、导航定位装置、主控制装置、无线通讯管理装置、转向控制及执行装置、速度控制及执行装置和档位控制及执行装置；

其中：所述作业管理终端与所述无线通讯管理装置通信连接，所述作业管理终端通过所述无线通讯管理装置向所述主控制装置输出规划路径作业信息并接收运行状态信息；

所述导航定位装置通过CAN收发器与所述主控制装置连接，用于输出农机方位信息至主控制装置；

所述主控制装置通过所述CAN收发器与所述转向控制及执行装置、速度控制及执行装置和档位控制及执行装置连接；

所述主控制装置根据获取的所述规划路径作业信息和所述农机方位信息，分别向所述转向控制及执行装置输出转向控制量、向所述速度控制及执行装置输出速度控制量、向所述档位控制及执行装置输出档位控制量，实现作业机具同步控制。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述作业管理终端包括：

相互连接的作业监控模块、路径规划模块和数据通讯模块；所述数据通讯模块与所述无线通讯管理装置和云服务器通信连接；

其中：所述作业监控模块通过所述数据通讯模块与所述无线通讯管理装置，接收所述主控制装置发送的作业状况实时监控信息；

所述路径规划模块接收所述作业监控模块发送的作业间距参数；

所述路径规划模块通过数据通讯模块接收云服务器发送的作业地块的方位和尺寸信息，并根据所述作业间距参数、作业地块的方位和尺寸信息生成规划作业路径；或所述路径规划模块接收手动设置的规划作业路径；

所述路径规划模块通过所述数据通讯模块与所述无线通讯管理装置将所述规划作业路径发送给所述主控制装置。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导航定位装置，接收下述任一项卫星定位系统的定位信息：

GPS、Glonass、Galileo和北斗卫星。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通讯管理装置，包括：RS232接口，无线数传电台组和蓝牙通讯模块。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转向控制及执行装置，包括：转向控制器、油路块、驱动器、分配阀、左右油缸、结合杠杆和位置传感器；

其中：所述转向控制器、油路块、分配阀和左右油缸依次连接；

所述转向控制器还与所述CAN收发器连接；所述位置传感器与所述农机车身固定连接，所述位置传感器与所述CAN收发器连接；

所述转向驱动器与所述CAN收发器连接；

所述左右油缸通过油缸推杆及所述转向驱动器通过步进电机推杆控制所述结合杠杆实现农机转向控制与轨迹跟踪。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述速度控制及执行装置，包括：速度控制器和分别与所述速度控制器相连的带有位置反馈的第一电动推杆和油门踏板连接器；

其中：所述速度控制器通过CAN收发器接收主控制装置发出的速度控制量；第一电动推杆设置于车身上且其伸出端通过所述油门踏板连接器与油门踏板连接。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述档位控制及执行装置，包括：档位控制器、第二ADC模块、第二电动推杆驱动器、带位置反馈的第二电动推杆、换挡拨杆、档位拨叉连接器和变速箱连杆；

所述档位控制器分别与ADC模块和驱动器连接，所述ADC模块与所述驱动器连接，驱动器与所述第二电动推杆连接；

所述第二电动推杆与所述档位拨叉连接器的一端连接，所述档位拨叉连接器的另一端与所述换挡拨杆中部铰接；所述换挡拨杆底端与所述变速箱连杆铰接；所述变速箱连杆末端与所述农机变速箱连接。

8.一种农机无人化智慧控制方法，其特征在于，包括：

获取作业地块的方位、尺寸和作业间距参数以及所述农机的方位信息；所述方位信息包括经纬度和方位角数据；

根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，生成规划路径作业信息；

将所述农机的经纬度和方位角数据，通过坐标转换算法转换为作业地块坐标系中的坐标；

根据所述规划路径作业信息和所述农机的坐标，控制所述农机执行前进、后退、转向和机具同步作业。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，生成规划路径作业数据，包括：

根据所述作业地块的方位、尺寸和作业间距参数，采用Ω型路径规划算法规划地头转向路径，采用直线路径规划算法规划地头外的作业区路径。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，控制所述农机执行前进、后退、转向和机具同步作业，包括：

当在直行路径段，所述农机方位与规划地头外的作业区路径存在横向偏差或航向角偏差且超过预设阈值时，则控制所述农机进行转向；

当在地头路径段，根据规划地头转向路径及所述农机方位，通过PID控制算法控制农机速度、前进、后退和转向，并进行路径跟踪；

根据所述农机方位信息和规划路径作业信息，当所述农机到达作业路径直行或转向的同时，控制所述机具同步提升避障或落下作业。