CN110262469B - 一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统和方法，其系统包括：农机车辆和远程控制终端；所述农机车辆包括第一通信模块、储存模块、数据采集模块、本地指令生成模块、指令执行模块；所述远程控制终端包括第二通信模块、提示信息生成模块、显示模块、人机交互模块、远程指令生成模块、提示模块。本发明通过对农机车辆自动驾驶过程实时检测传感器数据和环境图像数据，农机车辆将传感器数据和环境图像数据传递给远程控制终端，这样，通过农机车辆本地控制自身行驶状态，以及远程控制终端远程控制农机车辆的行驶状态，使得农机车辆在行车过程中及时降低安全隐患，提高了农机车辆自动驾驶的行车安全性。

Description

一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统和方法

技术领域

本发明涉及农机车辆自动驾驶领域，尤指一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统和方法。

背景技术

随着科技的发展，自动驾驶技术日益发展和普及，从应用领域来看，可分为：城市交通道路车辆自动驾驶、特种工程作业车辆自动驾驶、农机车辆自动驾驶等。

自动驾驶的核心目的即实现机器替代人，解放驾驶员的全部或部分劳动力，尤其在农机车辆领域，自动驾驶技术与其特定的作业方式相结合，可以显著提升劳动效率，有效降低农业工作成本。

现有的农机车辆自动驾驶在诸如RTK(RTK基站，常规的GPS测量)没有信号、接近地块边缘、农机车辆运行故障等情况下，仍然需要驾驶员自行判断并及时作出反应，如果驾驶员没能及时做出反应，这将造成极大的安全隐患，因而现在需要对农机车辆自动驾驶提供安全、可靠的保护方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统和方法，实现对农机车辆自动驾驶提供安全、可靠的保护方式。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统，包括：农机车辆和远程控制终端；所述农机车辆包括第一通信模块、储存模块、数据采集模块、本地指令生成模块、指令执行模块；所述远程控制终端包括第二通信模块、提示信息生成模块、显示模块、人机交互模块、远程指令生成模块、提示模块；

所述储存模块，储存自身的标识信息；

所述数据采集模块，用于获取所述农机车辆自动驾驶过程中的采集数据；

所述本地指令生成模块，与所述数据采集模块连接，根据所述数据采集模块获得的采集数据生成对应的本地控制指令；

所述第一通信模块，分别与所述储存模块、所述数据采集模块和所述第二通信模块连接，发送自身的标识信息、所述采集数据至所述第二通信模块；

所述提示信息生成模块，与所述第二通信模块连接，根据所述采集数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息；

所述提示模块，与所述提示信息生成模块连接，向驾驶员告知所述提示信息；

所述显示模块，与所述第二通信模块连接，向所述驾驶员展示所述标识信息、传感器数据和环境图像数据；

所述人机交互模块，获取所述驾驶员输入的操作数据；

所述远程指令生成模块，与所述人机交互模块连接，根据所述操作数据生成对应的远程控制指令；

所述第二通信模块，与所述远程指令生成模块连接，发送所述远程控制指令至所述第一通信模块；

所述指令执行模块，分别与所述本地指令生成模块和第一通信模块连接，根据所述本地控制指令或所述远程控制指令控制自身执行相应的行驶操作，以改变所述农机车辆的行驶状态。

进一步的，所述数据采集模块包括：

传感器单元，分别与所述本地指令生成模块和所述第一通信模块连接，采集自动驾驶过程中所述农机车辆的传感器数据；

图像采集单元，分别与所述本地指令生成模块和所述第一通信模块连接，采集自动驾驶过程中所述农机车辆周围的环境图像数据；

信号检测单元，与所述本地指令生成模块连接，检测自动驾驶过程中的信号强度数据。

进一步的，所述远程控制终端还包括：车辆图像获取模块和虚拟图像生成模块；

所述车辆图像获取模块，与所述第二通信模块连接，根据所述标识信息查找所述农机车辆的车辆图像；

所述虚拟图像生成模块，分别与所述车辆图像获取模块、所述第二通信模块连接，根据所述传感器数据、所述环境图像数据和所述车辆图像生成对应的虚拟驾驶场景图像；

所述显示模块，与所述虚拟图像生成模块连接，显示所述虚拟驾驶场景图像。

进一步的，所述提示信息生成模块包括：图像分析单元、第二数据处理单元、第一分析单元和提示信息生成单元；

所述图像分析单元，对所述环境图像数据进行分析判断所述农机车辆是否在地块边缘；

所述第二数据处理单元，根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

所述第一分析单元，与所述第二数据处理单元连接，判断所述异常行驶状态类型是否符合预设警示类型；

提示信息生成单元，分别与所述第一分析单元和图像分析单元连接，若所述农机车辆在地块边缘产生第一提示信息，若所述异常行驶状态类型符合预设警示类型产生第二提示信息。

进一步的，所述本地指令生成模块包括：第一数据处理单元、信号强度判断单元和第一指令生成单元；

所述信号强度判断单元，判断所述信号强度是否低于预设信号强度阈值；

所述第一数据处理单元，根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

所述第一指令生成单元，分别与所述第一数据处理单元和信号强度判断单元连接，根据所述异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据所述解决措施生成对应的本地控制指令。

进一步的，所述农机车辆还包括：提醒信息生成模块；

所述提醒信息生成模块，与所述第一数据处理单元连接，根据所述异常行驶状态类型分析得到所述农机车辆自动行驶的安全等级，若安全等级低于预设安全等级则产生对应的提醒信息；

所述第一通信模块，还发送所述提醒信息至所述第二通信模块；

所述提示模块，与所述第二通信模块连接，向所述驾驶员展示所述提醒信息。

进一步的，所述传感器单元包括：定位传感器、运动数据传感器、气压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、扭矩传感器中的至少一种或多种；

所述运动数据传感器包括陀螺仪传感器、加速度传感器、角速度传感器、线速度传感器、线性传感器、距离传感器中的至少一种或多种；

所述定位传感器、运动数据传感器、气压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、扭矩传感器均分别与所述第一通信模块和所述本地指令生成模块连接。

进一步的，所述指令执行模块包括：限速装置、制动装置、转向装置、驱动装置；

所述限速装置、所述制动装置、所述转向装置和所述驱动装置分别与所述本地指令生成模块和第一通信模块连接。

本发明还提供一种应用于农机车辆的自动行驶控制方法，包括步骤：

农机车辆获取自动驾驶过程中的采集数据；所述采集数据包括自动驾驶过程中所述农机车辆的传感器数据、环境图像数据和信号强度数据；

所述农机车辆根据所述采集数据生成对应的本地控制指令；

所述农机车辆发送自身的标识信息、所述采集数据至远程控制终端；

所述远程控制终端根据所述采集数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息；

所述远程控制终端向驾驶员告知所述提示信息，并向所述驾驶员展示所述标识信息和采集数据；

所述远程控制终端获取所述驾驶员输入的操作数据，根据所述操作数据生成对应的远程控制指令，并发送所述远程控制指令至对应的农机车辆；

所述农机车辆根据所述本地控制指令或所述远程控制指令控制自身执行相应的行驶操作，以改变所述农机车辆的行驶状态。

进一步的，所述农机车辆发送自身的标识信息、所述传感器数据和环境图像数据至远程控制终端之后还包括步骤：

所述远程控制终端根据所述标识信息查找所述农机车辆的车辆图像，并根据所述传感器数据、环境图像数据和车辆图像生成对应的虚拟驾驶场景图像；

所述远程控制终端显示所述虚拟驾驶场景图像。

进一步的，所述远程控制终端根据所述传感器数据和环境图像数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息包括步骤：

所述远程控制终端对所述环境图像数据进行分析判断所述农机车辆是否在地块边缘；

若所述农机车辆在地块边缘，所述远程控制终端产生第一提示信息；

所述远程控制终端根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型，并判断所述异常行驶状态类型是否符合预设警示类型；

若所述异常行驶状态类型符合预设警示类型，所述远程控制终端产生第二提示信息。

进一步的，所述农机车辆根据所述传感器数据、环境图像数据和信号强度生成对应的本地控制指令包括步骤：

所述农机车辆判断所述信号强度是否低于预设信号强度阈值；

所述农机车辆根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

所述农机车辆根据所述异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据所述解决措施生成对应的本地控制指令。

进一步的，所述农机车辆根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型之后，所述农机车辆根据所述异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据所述解决措施生成对应的本地控制指令之前包括步骤：

所述农机车辆根据所述异常行驶状态类型分析得到所述农机车辆自动行驶的安全等级，若安全等级低于预设安全等级则产生对应的提醒信息，发送所述提醒信息至所述远程控制终端。

通过本发明提供的一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统和方法，能够对农机车辆自动驾驶提供安全、可靠的保护方式。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统和方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统的一个实施例的流程图；

图2是本发明一种应用于农机车辆的自动行驶控制方法的一个实施例的结构示意图；

图3是本发明一种应用于农机车辆的自动行驶控制方法的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本发明的一个实施例，如图1所示，一种应用于农机车辆1的自动行驶控制系统，包括：农机车辆1包括第一通信模块11、储存模块14、数据采集模块12、本地指令生成模块13、指令执行模块15；远程控制终端2包括第二通信模块21、提示信息生成模块22、显示模块24、人机交互模块25、远程指令生成模块26、提示模块23；

储存模块14，储存自身的标识信息；

数据采集模块12，用于获取农机车辆1自动驾驶过程中的采集数据；

本地指令生成模块13，与数据采集模块12连接，根据数据采集模块12获得的采集数据生成对应的本地控制指令；

第一通信模块11，分别与储存模块14、数据采集模块12和第二通信模块21连接，发送自身的标识信息、采集数据至第二通信模块21；

提示信息生成模块22，与第二通信模块21连接，根据采集数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息；

提示模块23，与提示信息生成模块22连接，向驾驶员告知提示信息；

显示模块24，与第二通信模块21连接，向驾驶员展示标识信息、传感器数据和环境图像数据；

人机交互模块25，获取驾驶员输入的操作数据；

远程指令生成模块26，与人机交互模块25连接，根据操作数据生成对应的远程控制指令；

第二通信模块21，与远程指令生成模块26连接，发送远程控制指令至第一通信模块11；

指令执行模块15，分别与本地指令生成模块13和第一通信模块11连接，根据本地控制指令或远程控制指令控制自身执行相应的行驶操作，以改变农机车辆1的行驶状态。

具体的，本实施例中，农机车辆1包括但是不限于拖拉机、收割机、插秧机、播种机、旋耕机、微耕机等。农机车辆1获取到采集数据后，农机车辆1通过第一通信模块11与远程控制终端2的第二通信模块21之间实现信息交互，信息交互的方式包括WIFI、2G/3G/5G等无线网络通信方式。农机车辆1通过无线网络将自身的标识信息、采集数据传递给远程控制终端2，远程控制终端2根据接收到的采集数据和标识信息进行分析，判断具体哪一台农机车辆1此时此刻是否需要驾驶员参与远程控制。标识信息为唯一表明农机车辆1的身份的车牌号、发动机号、车架号等等。

一旦远程控制终端2判断需要驾驶员参与远程控制农机车辆1，以保证农机车辆1的自动行驶安全时，远程控制终端2会产生对应的提示信息，然后通过声音、灯光、振动等方式提醒驾驶员尽快查看远程控制终端2的显示界面显示的标识信息、采集数据，使得驾驶员根据采集数据自主进行判断，驾驶员根据自身的判断结果通过远程控制终端2的人机交互界面输入控制对应于标识信息农机车辆1的操作，这样远程控制终端2根据人机交互界面获取的操作数据生成对应的远程控制指令。然后远程控制终端2通过无线网络将远程控制指令下达至对应于标识信息的农机车辆1，使得接收到该远程控制指令的农机车辆1根据远程控制指令控制农机车辆1的各个控制件(例如方向盘、油门踏板、离合踏板、脚制动踏板、手制动杆、档位控制装置、电机等能够控制农机车辆1行驶状态的部件)的工作状态。

一旦远程控制终端2判断需要驾驶员不参与远程控制农机车辆1，就能够保证农机车辆1的自动行驶安全时，远程控制终端2不需要向农机车辆1发送对应的远程控制指令，使得农机车辆1自主分析生成对应的本地控制指令，并直接根据自主生成的本地控制指令控制农机车辆1的各个控制件的工作状态。

本发明提升农机车辆1自动驾驶的全面性、可靠性，解决了目前农机车辆1自动驾驶过程存在的不足，通过对农机车辆1自动驾驶过程实时获得采集数据，农机车辆1将采集数据和标识信息传递给远程控制终端2，这样，通过农机车辆1本地控制自身的行驶状态，以及远程控制终端2远程控制农机车辆1的行驶状态，使得农机车辆1在行车过程中及时降低安全隐患，提高了农机车辆1自动驾驶的行车安全性。

基于前述实施例，数据采集模块12包括：

传感器单元，分别与本地指令生成模块13和第一通信模块11连接，采集自动驾驶过程中农机车辆1的传感器数据；

图像采集单元，分别与本地指令生成模块13和第一通信模块11连接，采集自动驾驶过程中农机车辆1周围的环境图像数据；

信号检测单元，与本地指令生成模块13连接，检测自动驾驶过程中的信号强度数据；

具体的，本实施例中，传感器单元包括但是不限于定位传感器、运动数据传感器、气压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、扭矩传感器。运动数据传感器包括但是不限于陀螺仪传感器、加速度传感器、角速度传感器、线速度传感器、线性传感器、距离传感器。距离传感器包括但是不限于激光雷达、红外测距装置。定位传感器包括但是不限于GPS传感器、GNSS传感器、磁传感器(磁力计)。通过加速度传感器和磁传感器能够检测得到农机车辆1的方位，当然通过陀螺仪传感器和磁传感器也能够检测得到农机车辆1的方位。根据需求将上述一种或者多种传感器设置于农机车辆1上构建传感器网络即本发明传感器单元，从而实现不同的数据采集功能。

图像采集单元包括但是不限于摄像头、相机，通过图像采集单元能够连续拍摄获取农机车辆1周围的环境图像数据，环境图像数据中包括但是不限于障碍物、交通信号灯、交通标志、道路标线、作业标识、作业道路变化。此外，农机车辆1上设置有信号检测模块14和无线通信芯片即本发明第一通信模块11，检测信号强度的方式为现有技术，在此不再一一赘述。

本发明提升农机车辆1自动驾驶的全面性、可靠性，解决了目前农机车辆1自动驾驶过程存在的不足，通过对农机车辆1自动驾驶过程实时检测传感器数据和环境图像数据，农机车辆1将传感器数据和环境图像数据传递给远程控制终端2，这样，通过农机车辆1本地控制自身行驶状态，以及远程控制终端2远程控制农机车辆1的行驶状态，使得农机车辆1在行车过程中及时降低安全隐患，提高了农机车辆1自动驾驶的行车安全性。

基于前述实施远程控制终端2还包括：车辆图像获取模块和虚拟图像生成模块；

车辆图像获取模块，与第二通信模块21连接，根据标识信息查找农机车辆1的车辆图像；

虚拟图像生成模块，分别与车辆图像获取模块、第二通信模块21连接，根据传感器数据、环境图像数据和车辆图像生成对应的虚拟驾驶场景图像；

显示模块24，与虚拟图像生成模块连接，显示虚拟驾驶场景图像。

具体的，本实施例中，基于农机车辆1所采集其行驶过程中的作业环境场景图像即环境图像数据，传感器数据以及根据标识信息所查找到农机车辆1的车辆图像，利用虚拟现实技术通过仿真工具(例如3Ds Max、Softimage 3D、maya、Unity3D引擎、LIGHTWAVE 3D)搭建虚拟三维场景即虚拟驾驶场景图像，其中的虚拟三维场景包括农机车辆1的作业环境场景、作业环境场景中各种农机车辆1的三维模型场景和各种农机车辆1的作业效果场景。然后远程控制终端2向驾驶员显示虚拟驾驶场景图像。实际应用中，针对不同驾驶员的喜好和需求，可以采用不同的视景显示方案，例如拼接显示和投影显示两类方案。其中，拼接显示方案包括单屏显示、至少两屏拼接等形成立体多角度展示环境，可根据驾驶员需要和实际场地条件灵活选配。投影显示方案可使用多台投影仪及画面融合技术形成环幕投影展示环境。

这样远程控制终端2还原出农地作业环境内各种农机车辆1的自动行驶过程中农机车辆1的各个控制件(例如方向盘、油门踏板、离合踏板、脚制动踏板、手制动杆、档位控制装置、电机等能够控制农机车辆1行驶状态的部件)的状态，配合模拟真实的作业场景和操作体验，让驾驶员不在农机车辆1的驾驶室就能够直观了解农机车辆1驾驶自动行驶场景，并且使得驾驶员能够不在现场就能切身体验农机车辆1在行车过程中可能出现的安全隐患，从而便于驾驶员后续通过远程控制终端2的人机交互界面输入操作数据。根据驾驶员输入的操作数据可以远程操作农机车辆1的实物控制件，远程控制终端2会将操作结果反馈到虚拟三维场景中，从而实现完整的人机交互。例如通过方向盘、油门踏板、离合踏板、脚制动踏板、手制动杆、档位控制装置、电机中的任意一种或多种控制件，以便远程控制农机车辆1前进、后退、加速、减速、转弯、刹车、驻车，实现了驾驶员远程控制农机车辆1，保证了农机车辆1自动行驶过程中的行车安全性。

基于前述实施例，提示信息生成模块22包括：图像分析单元、第二数据处理单元、第一分析单元和提示信息生成单元；

图像分析单元，对环境图像数据进行分析判断农机车辆1是否在地块边缘；

第二数据处理单元，根据历史行驶相关数据、环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

第一分析单元，与第二数据处理单元连接，判断异常行驶状态类型是否符合预设警示类型；

提示信息生成单元，分别与第一分析单元和图像分析单元连接，若农机车辆1在地块边缘产生第一提示信息，若异常行驶状态类型符合预设警示类型产生第二提示信息。

具体的，由于农机车辆1行驶的道路存在边缘，为了避免农机车辆1靠近地块边缘出现安全隐患问题，需要在农机车辆1上安装双目摄像头，双目摄像头包括左、右两个摄像头，左右两个摄像头平行等高。双目摄像头安装于农机车辆1的车头，且双目摄像头面向农机车辆1的行驶方向，实时采集农机车辆1行驶方向的二维图像即环境图像数据。农机车辆1将双目摄像头拍摄获取的环境图像数据传递至远程控制终端2，远程控制终端2对环境图像数据进行图像处理得到车辆行驶方向的视差图像，然后对视差图像进行边缘提取并得到道路边缘线，以农机车辆1的车体中心点为基准，判断车体中心点与道路边缘线之间的距离是否在第一预设值内，如果达到则判定农机车辆1在地块边缘。当然，也能够以农机车辆1的轮胎中心点为基准，判断轮胎中心点与道路边缘线之间的距离是否在第二预设值内，如果达到则判定农机车辆1在地块边缘。一旦远程控制终端2判断得到农机车辆1接近地块边缘时，远程控制终端2就会产生第一提示信息，驾驶员根据第一提示信息能够获知农机车辆1在地块边缘，这样便于驾驶员进行相应操作保证农机车辆1的行车安全。例如改变方向盘方向以调整轮胎方向，从而控制农机车辆1远离地块边缘。或者，控制制动踏板以控制农机车辆1刹车。

此外，农机车辆1上设置有摄像头、可实现定位的传感器组合(例如GPS传感器、加速度传感器和磁传感器、陀螺仪传感器和磁传感器)，农机车辆1能够通过摄像头和/或可实现定位的传感器组合获得农机车辆1所在位置。远程控制终端2储存农机车辆1安全行驶通过道路的每一位置处对应的基准传感器数据和基准图像，得到农机车辆1安全行驶通过道路任意位置的历史行驶相关数据，数据库储存所有的历史行驶相关数据。这样，远程控制终端2每当从农机车辆1处获取到新的传感器数据和环境图像数据后，可以根据环境图像数据分析得到农机车辆1当前所在位置，当然还可以根据可实现定位的传感器组合分析得到农机车辆1当前所在位置。远程控制终端2获得农机车辆1当前所在位置后，根据当前所在位置从数据库中查找到匹配的历史行驶相关数据，比较新的传感器数据与匹配得到的基准传感器数据之间的差值，一旦差值大于预设数值，表明农机车辆1处于异常行驶状态，进一步分析得到异常行驶状态类型。例如在某一红绿灯十字路口时，速度传感器采集得到的速度数据远远大于基准速度数据时，则说明此时农机车辆1超速行驶。例如用于检测制动踏板刹车油压的压力传感器远远小于基准刹车油压时，则说明此时油压式刹车总泵出现故障。例如用于检测制动踏板刹车气压的压力传感器远远小于基准刹车气压时，则说明此时气压式刹车总泵出现故障。

总之，远程控制终端2根据环境图像数据、传感器数据、历史行驶相关数据进行分析得到异常行驶状态类型后，再次分析判断该异常行驶状态类型是否符合预设警示类型，如果异常行驶状态类型符合预设警示类型时产生第二提示信息。自动驾驶安全等级低于预设安全等级的所有异常行驶状态类型均属于预设警示类型。因此远程控制终端2对农机车辆1此时的异常行驶状态进行评估得到当前时刻的自动驾驶安全等级，如果当前时刻的自动驾驶安全等级低于预设安全等级，那么异常行驶状态类型就符合预设警示类型，远程控制终端2会产生第二提示信息。

安全等级包括：高安全等级、中安全等级以及低安全等级。

低安全等级为农机车辆1自动行驶过程中可能存在严重事故风险，需要立即告知驾驶员及时采取强制安全措施。例如：刹车总泵出现故障需要立即报警提醒驾驶员、农机车辆1违反交通规则等情况。

一般安全行等级为农机车辆1自动行驶过程中可能存在中等事故风险，长时间未能及时或正确解决农机车辆1的异常行驶状态时，中安全等级可以升级为低安全等级。例如：在平坦路面上农机车辆1的方向盘正常，但行驶在坑洼路面时，农机车辆1的方向盘出现抖动。

高安全等级为为农机车辆1自动行驶过程中可能存在低等事故风险，长时间未能及时或正确解决农机车辆1的异常行驶状态时，高安全等级可以升级为中安全等级。例如：农机车辆1行驶区域存在较大范围的覆盖，导致RKT没有信号。

优化的，设置于远程控制终端2处的提醒装置(例如LED灯、蜂鸣器等等)对于提示信息的不同产生不同的提示方式，例如第一提示信息通过LED灯闪烁告知驾驶员农机车辆1在地块边缘。第二提示信息通过蜂鸣器语音告知驾驶员农机车辆1此时的行驶状态类型符合预设警示类型。当然，提醒方式可以根据驾驶员的使用习惯和需求进行个性化设置。

驾驶员根据第二提示信息能够获知农机车辆1的异常行驶状态类型，这样便于驾驶员进行相应操作保证农机车辆1的行车安全。例如刹车总泵(包括油压式刹车总泵或者气压式刹车总泵)失控或者出现故障时，驾驶员输入相应操作并通过远程控制终端2传递给农机车辆1控制档位控制装置进行减档操作，并控制手制动杆实现农机车辆1制动停车。本发明通过农机车辆1本地控制自身行驶状态，以及远程控制终端2远程控制农机车辆1的行驶状态，使得农机车辆1在行车过程中及时降低安全隐患，提高了农机车辆1自动驾驶的行车安全性。

基于前述实施例，本地指令生成模块13包括：第一数据处理单元、信号强度判断单元和第一指令生成单元；

信号强度判断单元，判断信号强度是否低于预设信号强度阈值；

第一数据处理单元，根据历史行驶相关数据、环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

第一指令生成单元，分别与第一数据处理单元和信号强度判断单元连接，根据异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据解决措施生成对应的本地控制指令。

具体的，由于农机车辆1行驶过程中可能因为道路过窄或者遮挡物(例如楼宇等建筑物)过多，导致信号强度过低，此时可能使得农机车辆1与远程控制终端2无法有效通信传输，因此，农机车辆1需要实时检测自动驾驶过程中的信号强度，并且判断信号强度是否低于预设信号强度阈值。

如果信号强度低于预设信号强度阈值，并且根据异常行驶状态类型在农机车辆1本地查找不到对应的解决措施，那么农机车辆1自主生成停止自动行驶指令，从而控制例如刹车总泵实现农机车辆1制动停车。

不论信号强度是否低于预设信号强度阈值，只要根据异常行驶状态类型在农机车辆1本地查找到对应的解决措施，那么农机车辆1根据异常行驶状态类型查找本地储存的解决措施，并根据查找到的解决措施自主生成对应的行驶控制指令。本地控制指令包括行驶控制指令和停止自动行驶指令。

此外，农机车辆1上设置有摄像头、可实现定位的传感器组合(例如GPS传感器、加速度传感器和磁传感器、陀螺仪传感器和磁传感器)，农机车辆1本地储存有农机车辆1安全行驶通过道路的每一位置处对应的基准传感器数据和基准图像，即农机车辆1本地储存有自身安全行驶通过道路任意位置的历史行驶相关数据。农机车辆1能够通过摄像头和/或可实现定位的传感器组合获得农机车辆1所在位置。农机车辆1每当获取到新的传感器数据和环境图像数据后，可以根据环境图像数据分析得到农机车辆1当前所在位置，当然还可以根据可实现定位的传感器组合分析得到农机车辆1当前所在位置。农机车辆1获得当前所在位置后，根据当前所在位置从本地中查找到匹配的历史行驶相关数据，比较新的传感器数据与匹配得到的基准传感器数据之间的差值，一旦差值大于预设数值，表明农机车辆1处于异常行驶状态，进一步分析得到异常行驶状态类型。例如在某一十字路口时，速度传感器采集得到的速度数据远远大于基准速度数据时，则说明此时农机车辆1超速行驶。例如用于检测制动踏板刹车油压的压力传感器远远小于基准刹车油压时，则说明此时油压式刹车总泵出现故障。例如用于检测制动踏板刹车气压的压力传感器远远小于基准刹车气压时，则说明此时气压式刹车总泵出现故障。

总之，农机车辆1根据环境图像数据、传感器数据、历史行驶相关数据进行分析得到异常行驶状态类型，根据异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施从本地查找到对应的解决措施后，农机车辆1根据解决措施生成对应的本地控制指令，并根据本地控制指令控制农机车辆1的各个控制件。

基于前述实施例，农机车辆1还包括：提醒信息生成模块；

提醒信息生成模块，与第一数据处理单元连接，根据异常行驶状态类型分析得到农机车辆1自动行驶的安全等级，若安全等级低于预设安全等级则产生对应的提醒信息；

第一通信模块11，还发送提醒信息至第二通信模块21；

提示模块23，与第二通信模块21连接，向驾驶员展示提醒信息。

具体的，农机车辆1根据异常传感器数据分析得到农机车辆1自动行驶的安全等级，安全等级包括：高安全等级、中安全等级以及低安全等级。

低安全等级为农机车辆1自动行驶过程中可能存在严重事故风险，需要立即告知驾驶员及时采取强制安全措施。例如：刹车总泵出现故障需要立即报警提醒驾驶员、农机车辆1违反交通规则等情况。

一般安全行等级为农机车辆1自动行驶过程中可能存在中等事故风险，长时间未能及时或正确解决农机车辆1的异常行驶状态时，中安全等级可以升级为低安全等级。例如：在平坦路面上农机车辆1的方向盘正常，但行驶在坑洼路面时，农机车辆1的方向盘出现抖动。

高安全等级为为农机车辆1自动行驶过程中可能存在低等事故风险，长时间未能及时或正确解决农机车辆1的异常行驶状态时，高安全等级可以升级为中安全等级。例如：农机车辆1行驶区域存在较大范围的覆盖，导致RKT没有信号。

本发明农机车辆1根据异常传感器数据分析得到农机车辆1自动行驶的安全等级低于预设安全等级则产生对应的提醒信息，农机车辆1将产生的提醒信息发送至远程控制终端2，然后通过远程控制终端2向驾驶员告知提醒信息。预设安全等级为高安全等级，也可以为中安全等级。这样，由远程控制终端2自主进行分析判断并产生第二提示信息，向驾驶员展示第二提示信息提醒驾驶员，还根据从农机车辆1处获取的提醒信息，并向驾驶员告知提醒信息提醒驾驶员，这种农机车辆1和远程控制终端2的双重判断，以便通过远程控制终端2多重提醒驾驶员，进一步保障驾驶员能够及时参与解决低于预设安全等级时农机车辆1的异常行驶状态，使得农机车辆1在行车过程中及时降低安全隐患，提高了无人驾驶时农机车辆1的容错机制和稳定性，提高了农机车辆1自动驾驶的行车安全性。

基于前述实施例，指令执行模块15包括：限速装置、制动装置、转向装置、驱动装置；

限速装置、制动装置、转向装置和驱动装置分别与本地指令生成模块13和第一通信模块11连接。

具体的，限速装置包括档位控制装置、限速器等具有限速功能的设备。制动装置包括手制动杆、脚制动踏板等具有制动功能的设备。转向装置包括方向盘、转向传动轴、转向器等具有转向功能的设备。驱动装置包括油门踏板、离合踏板、驱动电机、内燃机等具有动力提供功能的设备。

本发明的一个实施例，如图2所示，一种应用于农机车辆1的自动行驶控制方法包括：

S100农机车辆1获取自动驾驶过程中的采集数据；采集数据包括自动驾驶过程中农机车辆1的传感器数据、环境图像数据和信号强度数据；

S200农机车辆1根据采集数据生成对应的本地控制指令；

S300农机车辆1发送自身的标识信息、采集数据至远程控制终端2；

S400远程控制终端2根据采集数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息；

S500远程控制终端2向驾驶员告知提示信息，并向驾驶员展示标识信息和采集数据；

S600远程控制终端2获取驾驶员输入的操作数据，根据操作数据生成对应的远程控制指令，并发送远程控制指令至对应的农机车辆1；

S700农机车辆1根据本地控制指令或远程控制指令控制自身执行相应的行驶操作，以改变农机车辆1的行驶状态。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述系统实施例，在此不再一一赘述。

本发明的一个实施例，如图3所示，一种应用于农机车辆1的自动行驶控制方法包括：

S100农机车辆1获取自动驾驶过程中的采集数据；采集数据包括自动驾驶过程中农机车辆1的传感器数据、环境图像数据和信号强度数据；

S200农机车辆1根据采集数据生成对应的本地控制指令；

S300农机车辆1发送自身的标识信息、采集数据至远程控制终端2；

S400远程控制终端2根据采集数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息；

S410远程控制终端2根据标识信息查找农机车辆1的车辆图像，并根据传感器数据、环境图像数据和车辆图像生成对应的虚拟驾驶场景图像；

S420远程控制终端2显示虚拟驾驶场景图像；

S500远程控制终端2向驾驶员告知提示信息，并向驾驶员展示标识信息和采集数据；

S600远程控制终端2获取驾驶员输入的操作数据，根据操作数据生成对应的远程控制指令，并发送远程控制指令至对应的农机车辆1；

S700农机车辆1根据本地控制指令或远程控制指令控制自身执行相应的行驶操作，以改变农机车辆1的行驶状态。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述系统实施例，在此不再一一赘述。

基于前述实施例，S400远程控制终端2根据传感器数据和环境图像数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息包括步骤：

S401远程控制终端2对环境图像数据进行分析判断农机车辆1是否在地块边缘；

S402若农机车辆1在地块边缘，远程控制终端2产生第一提示信息；

S403远程控制终端2根据历史行驶相关数据、环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型，并判断异常行驶状态类型是否符合预设警示类型；

S404若异常行驶状态类型符合预设警示类型，远程控制终端2产生第二提示信息。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述系统实施例，在此不再一一赘述。

基于前述实施例，S200农机车辆1根据传感器数据、环境图像数据和信号强度生成对应的本地控制指令包括步骤：

S210农机车辆1判断信号强度是否低于预设信号强度阈值；

S220农机车辆1根据历史行驶相关数据、环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

S230农机车辆1根据异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据解决措施生成对应的本地控制指令。

基于前述实施例，S220农机车辆1根据历史行驶相关数据、环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型之后，S230农机车辆1根据异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据解决措施生成对应的本地控制指令之前包括步骤：

S225农机车辆1根据异常行驶状态类型分析得到农机车辆1自动行驶的安全等级，若安全等级低于预设安全等级则产生对应的提醒信息，发送提醒信息至远程控制终端2。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述系统实施例，在此不再一一赘述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统，其特征在于，包括：农机车辆和远程控制终端；所述农机车辆包括第一通信模块、储存模块、数据采集模块、本地指令生成模块、指令执行模块；所述远程控制终端包括第二通信模块、提示信息生成模块、显示模块、人机交互模块、远程指令生成模块、提示模块、车辆图像获取模块和虚拟图像生成模块；

所述储存模块，储存自身的标识信息；

所述本地指令生成模块，与所述数据采集模块连接，根据所述数据采集模块获得的采集数据生成对应的本地控制指令；

所述第一通信模块，分别与所述储存模块、所述数据采集模块和所述第二通信模块连接，发送自身的标识信息、所述采集数据至所述第二通信模块；

所述提示信息生成模块，与所述第二通信模块连接，根据所述采集数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息；

所述提示模块，与所述提示信息生成模块连接，向驾驶员告知所述提示信息；

所述人机交互模块，获取所述驾驶员输入的操作数据；

所述远程指令生成模块，与所述人机交互模块连接，根据所述操作数据生成对应的远程控制指令；

所述第二通信模块，与所述远程指令生成模块连接，发送所述远程控制指令至所述第一通信模块；

所述指令执行模块，分别与所述本地指令生成模块和第一通信模块连接，根据所述本地控制指令或所述远程控制指令控制自身执行相应的行驶操作，以改变所述农机车辆的行驶状态；

所述数据采集模块包括传感器单元和图像采集单元，所述传感器单元，分别与所述本地指令生成模块和所述第一通信模块连接，采集自动驾驶过程中所述农机车辆的传感器数据；所述图像采集单元，分别与所述本地指令生成模块和所述第一通信模块连接，采集自动驾驶过程中所述农机车辆周围的环境图像数据；

所述车辆图像获取模块，与所述第二通信模块连接，根据所述标识信息查找所述农机车辆的车辆图像；

所述虚拟图像生成模块，分别与所述车辆图像获取模块、所述第二通信模块连接，根据所述传感器数据、所述环境图像数据和所述车辆图像生成对应的虚拟驾驶场景图像；

所述显示模块，与所述虚拟图像生成模块连接，显示所述虚拟驾驶场景图像。

2.根据权利要求1所述的应用于农机车辆的自动行驶控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：

信号检测单元，与所述本地指令生成模块连接，检测自动驾驶过程中的信号强度数据；

所述传感器单元包括：定位传感器、运动数据传感器、气压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、扭矩传感器中的至少一种或多种；所述运动数据传感器包括陀螺仪传感器、加速度传感器、角速度传感器、线速度传感器、线性传感器、距离传感器中的至少一种或多种。

3.根据权利要求1所述的应用于农机车辆的自动行驶控制系统，其特征在于，所述提示信息生成模块包括：图像分析单元、第二数据处理单元、第一分析单元和提示信息生成单元；

所述图像分析单元，对所述环境图像数据进行分析判断所述农机车辆是否在地块边缘；

所述第二数据处理单元，根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

所述第一分析单元，与所述第二数据处理单元连接，判断所述异常行驶状态类型是否符合预设警示类型；

提示信息生成单元，分别与所述第一分析单元和图像分析单元连接，若所述农机车辆在地块边缘产生第一提示信息，若所述异常行驶状态类型符合预设警示类型产生第二提示信息。

4.根据权利要求1所述的应用于农机车辆的自动行驶控制系统，其特征在于，所述本地指令生成模块包括：第一数据处理单元、信号强度判断单元和第一指令生成单元；

所述信号强度判断单元，判断所述信号强度是否低于预设信号强度阈值；

所述第一数据处理单元，根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

所述第一指令生成单元，分别与所述第一数据处理单元和信号强度判断单元连接，根据所述异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据所述解决措施生成对应的本地控制指令。

5.根据权利要求4所述的应用于农机车辆的自动行驶控制系统，其特征在于，所述农机车辆还包括：提醒信息生成模块；

所述提醒信息生成模块，与所述第一数据处理单元连接，根据所述异常行驶状态类型分析得到所述农机车辆自动行驶的安全等级，若安全等级低于预设安全等级则产生对应的提醒信息；

所述第一通信模块，还发送所述提醒信息至所述第二通信模块；

所述提示模块，与所述第二通信模块连接，向所述驾驶员展示所述提醒信息。

6.根据权利要求2所述的应用于农机车辆的自动行驶控制系统，其特征在于，所述传感器单元包括：定位传感器、运动数据传感器、气压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、扭矩传感器中的至少一种或多种；

所述运动数据传感器包括陀螺仪传感器、加速度传感器、角速度传感器、线速度传感器、线性传感器、距离传感器中的至少一种或多种；

所述定位传感器、运动数据传感器、气压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、扭矩传感器均分别与所述第一通信模块和所述本地指令生成模块连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的应用于农机车辆的自动行驶控制系统，其特征在于，所述指令执行模块包括：限速装置、制动装置、转向装置、驱动装置；

所述限速装置、所述制动装置、所述转向装置和所述驱动装置分别与所述本地指令生成模块和第一通信模块连接。

8.一种应用于农机车辆的自动行驶控制方法，其特征在于，包括步骤：

农机车辆获取自动驾驶过程中的采集数据；所述采集数据包括自动驾驶过程中所述农机车辆的传感器数据、环境图像数据和信号强度数据；

所述农机车辆根据所述采集数据生成对应的本地控制指令；

所述农机车辆发送自身的标识信息、所述采集数据至远程控制终端；

所述远程控制终端根据所述采集数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息；

所述远程控制终端根据所述标识信息查找所述农机车辆的车辆图像，并根据所述传感器数据、环境图像数据和车辆图像生成对应的虚拟驾驶场景图像；

所述远程控制终端显示所述虚拟驾驶场景图像；

所述远程控制终端向驾驶员告知所述提示信息，并向所述驾驶员展示所述标识信息和采集数据；

所述远程控制终端获取所述驾驶员输入的操作数据，根据所述操作数据生成对应的远程控制指令，并发送所述远程控制指令至对应的农机车辆；

所述农机车辆根据所述本地控制指令或所述远程控制指令控制自身执行相应的行驶操作，以改变所述农机车辆的行驶状态。

9.根据权利要求8所述的应用于农机车辆的自动行驶控制方法，其特征在于，所述远程控制终端根据所述传感器数据和环境图像数据分析是否需要远程控制，若需要远程控制则产生提示信息包括步骤：

所述远程控制终端对所述环境图像数据进行分析判断所述农机车辆是否在地块边缘；

若所述农机车辆在地块边缘，所述远程控制终端产生第一提示信息；

所述远程控制终端根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型，并判断所述异常行驶状态类型是否符合预设警示类型；

若所述异常行驶状态类型符合预设警示类型，所述远程控制终端产生第二提示信息。

10.根据权利要求8或9所述的应用于农机车辆的自动行驶控制方法，其特征在于，所述农机车辆根据所述传感器数据、环境图像数据和信号强度生成对应的本地控制指令包括步骤：

所述农机车辆判断所述信号强度是否低于预设信号强度阈值；

所述农机车辆根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型；

所述农机车辆根据所述异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据所述解决措施生成对应的本地控制指令。

11.根据权利要求10所述的应用于农机车辆的自动行驶控制方法，其特征在于，所述农机车辆根据历史行驶相关数据、所述环境图像数据和传感器数据进行分析得到异常行驶状态类型之后，所述农机车辆根据所述异常行驶状态类型和信号强度判断结果查找本地储存的解决措施，根据所述解决措施生成对应的本地控制指令之前包括步骤：

所述农机车辆根据所述异常行驶状态类型分析得到所述农机车辆自动行驶的安全等级，若安全等级低于预设安全等级则产生对应的提醒信息，发送所述提醒信息至所述远程控制终端。