CN110667695B - 一种自动确定田块边界的插秧机 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种自动确定田块边界的插秧机。包括：插秧机、田埂探测机构、控制器、驱动马达和方向盘，田埂探测机构安装于插秧机的车架前端的上表面，田埂探测机构与控制器电连接，控制器与驱动马达电连接，驱动马达的输出端与方向盘连接，通过田埂探测机构实时探测插秧机前方的田埂与插秧机之间的距离，并将所探测到的距离信息发送至控制器，使得控制器可以基于距离信息计算出角度控制量和偏转方向，并基于角度控制量和偏转方向控制插秧机沿田埂的边缘行驶，得到行驶的轨迹信息作为田块边界，由此可通过插秧机自动确定田块的边界，无需手动设置田块的边界，提高了工作效率，且可以确定任意形状田块的田块边界，提高了确定田块边界的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及农业自动化技术领域，具体而言，涉及一种自动确定田块边界的插秧机。
背景技术
在种植水稻时，需要确定田块边界，然后再基于所确定的田块边界确定插秧机的行走轨迹，以便通过插秧机自动插秧。目前确定田块边界的方式为：手动设置田块的四个角点，然后基于四个角点确定田块边界。
由于田块的形状有多种，并不一定都是规则的长方形，还可能为梯形田块或不规则形状的田块，因此，通过手动设置田块边界的方式不仅效率低且适应性差。
发明内容
本发明提供了一种自动确定田块边界的插秧机，以自动确定田块的边界，提高工作效率，进一步提高插秧作业的自动化程度。具体的技术方案如下。
第一方面，本发明提供的一种自动确定田块边界的插秧机，包括：插秧机、田埂探测机构、控制器、驱动马达和方向盘；
所述田埂探测机构安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述田埂探测机构与所述控制器电连接，所述控制器与所述驱动马达电连接，所述驱动马达的输出端与所述方向盘连接，所述田埂探测机构用于实时探测所述插秧机前方的田埂与所述插秧机之间的距离；
所述田埂探测机构将探测到的距离信息发送至所述控制器，所述控制器基于所述距离信息和所述插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向，驱动所述驱动马达带动所述方向盘向所述偏转方向转动所述角度控制量使得所述插秧机沿所述田埂的边缘行驶，并记录所述插秧机的当前位置信息，当不存在未探测的田埂的位置时，将记录的所有当前位置信息合并为轨迹信息，将所述轨迹信息作为所述田埂所间隔出的田块边界。
可选的，所述田埂探测机构包括田埂探测轮、第一探测器连接件、第一探测轮支架、角度传感器和第一浮轮；
所述田埂探测轮安装于所述第一探测器连接件的中部，所述第一探测器连接件的一端与所述第一探测轮支架连接，所述第一浮轮安装于所述第一探测器连接件的另一端且所述第一浮轮位于所述田埂探测轮的下方，所述第一探测轮支架安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述第一探测轮支架可左右转动和上下转动并沿所述插秧机的车架的前后方向来回运动，所述角度传感器安装于所述第一探测轮支架，所述角度传感器与所述控制器电连接，所述角度传感器检测所述田埂探测轮所接触的田埂与所述插秧机之间的角度；
所述角度传感器将检测到的角度信息发送至所述控制器，所述控制器基于所述角度信息和所述田埂探测轮的位置信息计算所述田埂与所述插秧机之间的距离信息，根据所述距离信息、所述插秧机的速度和所述插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
可选的，所述田埂探测机构包括田埂探测摄像头；
所述田埂探测摄像头安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述田埂探测摄像头与所述控制器电连接，所述田埂探测摄像头拍摄所述插秧机前方的环境图像，所述环境图像中包括田埂和田地；
所述田埂探测摄像头将所拍摄到的环境图像发送至所述控制器，所述控制器基于所述环境图像确定田埂的位置信息，根据所述位置信息和所述田埂探测摄像头的位置信息与姿态信息计算所述田埂与所述插秧机之间的距离信息，根据所述距离信息、所述插秧机的速度和所述插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
可选的，所述田埂探测机构包括田埂探测超声波传感器、第二探测器连接件、第二探测轮支架和第二浮轮；
所述田埂探测超声波传感器安装于所述第二探测器连接件的中部，所述第二探测器连接件的一端与所述第二探测轮支架连接，所述第二浮轮安装于所述第二探测器连接件的另一端且所述第二浮轮位于所述田埂探测超声波传感器的下方，所述第二探测轮支架安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述第二探测轮支架可左右转动和上下转动并沿所述插秧机的车架的前后方向来回运动，所述田埂探测超声波传感器与所述控制器电连接，所述田埂探测超声波传感器检测所述插秧机前方的田埂与所述插秧机之间的距离；
所述田埂探测超声波传感器将检测到的距离信息发送至所述控制器，所述控制器根据所述距离信息、所述插秧机的速度和所述插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
可选的，所述第一探测轮支架包括第一支架本体、第一转动支架、第二转动支架、第一滑轮、第一控制弹簧和第一控制弹簧支架；
所述第一支架本体和所述第一控制弹簧支架均安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述第一控制弹簧的一端与所述第一支架本体连接，另一端与所述第一控制弹簧支架连接，所述车架前端的上表面设置有第一滑道，所述第一支架本体的下表面设置有所述第一滑轮，所述第一滑轮设置于所述第一滑道上；
所述第一支架本体压缩所述第一控制弹簧，所述第一滑轮在所述第一滑道上滑动带动所述第一支架本体向所述插秧机的车架的后方运动，所述第一支架本体拉伸所述第一控制弹簧，所述第一滑轮在所述第一滑道上滑动带动所述第一支架本体向所述插秧机的车架的前方运动，所述第一支架本体的上表面设置有所述第一转动支架，所述第一转动支架带动所述第一支架本体左右转动，所述第一转动支架的上表面设置有所述第二转动支架，所述第二转动支架带动所述第一支架本体上下转动。
可选的，所述田埂探测机构还包括第一位置传感器，所述第一位置传感器安装于所述插秧机的车架前端的上表面，用于检测所述第一探测轮支架的第一移动距离；
所述第一位置传感器将检测到的所述第一探测轮支架的第一移动距离发送至所述控制器，所述控制器接收所述第一移动距离，当所述第一移动距离超过预设阈值时，驱动所述驱动马达带动所述方向盘向预设偏转方向转动预设角度使得所述插秧机向预设方向转弯行驶。
可选的，所述第二探测轮支架包括第二支架本体、第三转动支架、第四转动支架、第二滑轮、第二控制弹簧和第二控制弹簧支架；
所述第二支架本体和所述第二控制弹簧支架均安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述第二控制弹簧的一端与所述第二支架本体连接，另一端与所述第二控制弹簧支架连接，所述车架前端的上表面设置有第二滑道，所述第二支架本体的下表面设置有所述第二滑轮，所述第二滑轮设置于所述第二滑道上；
所述第二支架本体压缩所述第二控制弹簧，所述第二滑轮在所述第二滑道上滑动带动所述第二支架本体向所述插秧机的车架的后方运动，所述第二支架本体拉伸所述第二控制弹簧，所述第二滑轮在所述第二滑道上滑动带动所述第二支架本体向所述插秧机的车架的前方运动，所述第二支架本体的上表面设置有所述第三转动支架，所述第三转动支架带动所述第二支架本体左右转动，所述第三转动支架的上表面设置有所述第四转动支架，所述第四转动支架带动所述第二支架本体上下转动。
可选的，所述田埂探测机构还包括第二位置传感器，所述第二位置传感器安装于所述插秧机的车架前端的上表面，用于检测所述第二探测轮支架的第二移动距离；
所述第二位置传感器将检测到的所述第二探测轮支架的第二移动距离发送至所述控制器，所述控制器接收所述第二移动距离，当所述第二移动距离超过预设阈值时，驱动所述驱动马达带动所述方向盘向预设偏转方向转动预设角度使得所述插秧机向预设方向转弯行驶。
可选的，所述第一滑轮和所述第一滑道的数量均为两个。
可选的，所述第二滑轮和所述第二滑道的数量均为两个。
由上述内容可知，本发明实施例提供的一种自动确定田块边界的插秧机，可以通过田埂探测机构实时探测插秧机前方的田埂与插秧机之间的距离，并将所探测到的距离信息发送至控制器，使得控制器可以基于距离信息计算出角度控制量和偏转方向，然后基于角度控制量和偏转方向控制插秧机沿田埂的边缘行驶，得到行驶的轨迹信息作为田埂所间隔出的田块边界，由此即可通过插秧机自动确定田块的边界，无需手动设置田块的边界，提高了工作效率，同时，本发明实施例中通过控制插秧机沿田埂的边缘行驶的方式来得到田块边界，因此，无论田块的形状是否为规则形状，都可以确定田块边界，提高了确定田块边界的适应性。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
本发明实施例的创新点包括：
1、通过田埂探测机构实时探测插秧机前方的田埂与插秧机之间的距离，并将所探测到的距离信息发送至控制器，使得控制器可以基于距离信息计算出角度控制量和偏转方向，然后基于角度控制量和偏转方向控制插秧机沿田埂的边缘行驶，得到行驶的轨迹信息作为田埂所间隔出的田块边界，由此即可通过插秧机自动确定田块的边界，无需手动设置田块的边界，提高了工作效率，同时，本发明实施例中通过控制插秧机沿田埂的边缘行驶的方式来得到田块边界，因此，无论田块的形状是否为规则形状，都可以确定田块边界，提高了确定田块边界的适应性。
2、通过设置第一滑轮和第一滑道，使得第一探测轮支架可以沿插秧机的车架的前后方向来回运动；通过设置第一转动支架实现第一探测轮支架可左右转动，通过设置第二转动支架实现第一探测轮支架上下转动。
3、通过设置田埂探测轮和角度传感器的方式，得到田埂与插秧机之间的距离信息，进一步根据距离信息、插秧机的速度和插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
4、通过设置第一位置传感器的方式，检测第一探测轮支架的第一移动距离，当第一移动距离超过预设阈值时，通过控制器控制插秧机进行转弯，避免了插秧机行驶至转弯处无法继续行驶导致无法确定田块边界的情况的发生。。
5、通过设置田埂探测摄像头的方式，得到田埂与插秧机之间的距离信息，进一步根据距离信息、插秧机的速度和插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
6、通过设置第二滑轮和第二滑道，使得第二探测轮支架可以沿插秧机的车架的前后方向来回运动；通过设置第三转动支架实现第二探测轮支架可左右转动，通过设置第四转动支架实现第二探测轮支架上下转动。
7、通过设置田埂探测超声波传感器的方式，得到田埂与插秧机之间的距离信息，进一步根据距离信息、插秧机的速度和插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
8、通过设置第二位置传感器的方式，检测第二探测轮支架的第二移动距离，当第二移动距离超过预设阈值时，通过控制器控制插秧机进行转弯，避免了插秧机行驶至转弯处无法继续行驶导致无法确定田块边界的情况的发生。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。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。
图1(a)为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第一种结构的俯视图；
图1(b)为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第一种结构的侧视图；
图2(a)为本发明实施例提供的第一探测轮支架的俯视图；
图2(b)为本发明实施例提供的第一探测轮支架的侧视图；
图3为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第二种结构的示意图；
图4(a)为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第三种结构的俯视图；
图4(b)为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第三种结构的侧视图。
图1(a)-图4(b)中，1插秧机、2田埂探测机构、21田埂探测轮、22第一探测器连接件、221第一垂直件、222第二垂直件、23第一探测轮支架、231第一支架本体、232第一转动支架、233第二转动支架、234第一滑轮、235第一控制弹簧、24第一浮轮、3控制器、4驱动马达、25田埂探测摄像头、26田埂探测超声波传感器、27第二探测器连接件、28第二探测轮支架、29第二浮轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本发明实施例公开了一种自动确定田块边界的插秧机，能够提高工作效率以及提高适应性。下面对本发明实施例进行详细说明。
参见图1(a)，图1(a)为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第一种结构的俯视图，本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机可以包括插秧机1、田埂探测机构2、控制器3、驱动马达4和方向盘。
由于田块之间是通过田埂间隔，因此，将本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机沿需要确定田块边界的田埂边缘行驶，然后记录所行驶的轨迹，就可以得到田块边界。
为了使插秧机1可以沿田埂的边缘行驶，设置了田埂探测机构2，田埂探测机构2安装于插秧机1的车架前端的上表面，通过田埂探测机构2实时探测插秧机1前方的田埂与插秧机1之间的距离。田埂探测机构2与控制器3电连接，控制器3与驱动马达4电连接，驱动马达4的输出端与方向盘连接。
田埂探测机构2将探测到的距离信息发送至控制器3，控制器3基于距离信息和插秧机1的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向，控制器3在计算出角度控制量和偏转方向后，就获知了插秧机1向哪一方向转动以及转动多少角度才可以沿着田埂边缘行驶，因此，此时控制器3即可驱动驱动马达4带动方向盘向偏转方向转动角度控制量使得插秧机1沿田埂的边缘行驶。
为了得到田块边界，需要记录插秧机1沿田埂的边缘行驶时的各个位置信息，因此，在控制器3驱动驱动马达4带动方向盘向偏转方向转动角度控制量使得插秧机1沿田埂的边缘行驶后，需要记录插秧机的当前位置信息，当不存在未探测的田埂的位置时，说明插秧机1已经沿着整个田埂的边缘行驶完成，此时，将记录的所有当前位置信息合并为轨迹信息，将轨迹信息作为田埂所间隔出的田块边界。
由上述内容可知，本实施例可以通过田埂探测机构实时探测插秧机前方的田埂与插秧机之间的距离，并将所探测到的距离信息发送至控制器，使得控制器可以基于距离信息计算出角度控制量和偏转方向，然后基于角度控制量和偏转方向控制插秧机沿田埂的边缘行驶，得到行驶的轨迹信息作为田埂所间隔出的田块边界，由此即可通过插秧机自动确定田块的边界，无需手动设置田块的边界，提高了工作效率，同时，本发明实施例中通过控制插秧机沿田埂的边缘行驶的方式来得到田块边界，因此，无论田块的形状是否为规则形状，都可以确定田块边界，提高了确定田块边界的适应性。
田埂探测机构2的具体结构有多种，包括但不限于以下几种：
第一种结构：继续参见图1(a)-图1(b)，图1(b)为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第一种结构的侧视图，田埂探测机构2可以包括田埂探测轮21、第一探测器连接件22、第一探测轮支架23、角度传感器和第一浮轮24。
田埂探测轮21安装于第一探测器连接件22的中部，第一探测器连接件22的一端与第一探测轮支架23连接，田埂探测轮21与田埂接触，由于田块内深浅不均，为了确保田埂探测轮21距离地面的高度保持一致，还设置了第一浮轮24，第一浮轮24安装于第一探测器连接件22的另一端且第一浮轮24位于田埂探测轮21的下方。
参见1(b)，第一探测器连接件22可以包括第一垂直件221和第二垂直件222，第一垂直件221的一端与第一探测轮支架23连接，另一端与第二垂直件222的一端垂直连接，第二垂直件222的另一端安装有第一浮轮24，靠近第二垂直件222的一端安装有田埂探测轮21，第一浮轮24位于田埂探测轮21的下方。
第一探测轮支架23安装于插秧机1的车架前端的上表面，第一探测轮支架23可左右转动和上下转动并沿插秧机1的车架的前后方向来回运动。
参见图2(a)-图2(b)，图2(a)为本发明实施例提供的第一探测轮支架23的俯视图，图2(b)为本发明实施例提供的第一探测轮支架23的侧视图，第一探测轮支架23可以包括第一支架本体231、第一转动支架232、第二转动支架233、第一滑轮234、第一控制弹簧235和第一控制弹簧支架。
第一支架本体231和第一控制弹簧支架均安装于插秧机1的车架前端的上表面，第一控制弹簧235的一端与所第一支架本体231连接，另一端与第一控制弹簧支架连接，车架前端的上表面设置有第一滑道，第一支架本体231下表面设置有第一滑轮234，第一滑轮234设置于第一滑道上。
第一支架本体231在受到外力作用时，第一支架本体231压缩第一控制弹簧235，使得第一滑轮234在第一滑道上滑动带动第一支架本体231向插秧机1的车架的后方运动，第一支架本体231受到的外力作用消失时，第一支架本体231拉伸第一控制弹簧235，第一滑轮234在第一滑道上滑动带动第一支架本体231向插秧机1的车架的前方运动，由此，通过设置第一滑轮和第一滑道，使得第一探测轮支架23可以沿插秧机1的车架的前后方向来回运动。
示例性的，第一滑轮234和第一滑道的数量可以均为一个或多个，优选均为两个。
第一支架本体231的上表面设置有第一转动支架232，第一转动支架232带动第一支架本体231左右转动，第一转动支架232的上表面设置有第二转动支架233，第二转动支架233带动第一支架本体231上下转动，由此，通过设置第一转动支架232实现第一探测轮支架23可左右转动，通过设置第二转动支架233实现第一探测轮支架23上下转动。
角度传感器安装于第一探测轮支架23，角度传感器与所控制器3电连接，角度传感器检测田埂探测轮21所接触的田埂与插秧机1之间的角度，角度传感器将检测到的角度信息发送至控制器3。
为了计算角度控制量和偏转方向，插秧机1预先设置有预设转向模型，该预设转向模型基于田埂与插秧机1之间的距离信息和插秧机1的速度就可计算出插秧机所需要转动的角度控制量和所要偏转的偏转方向。因此，控制器3接收到角度信息后，即获知田埂探测轮21所接触的田埂与插秧机1之间的角度后，需要基于角度信息和田埂探测轮21的位置信息计算出田埂与插秧机1之间的距离信息，然后根据距离信息、插秧机1的速度和插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
由此，通过设置田埂探测轮21和角度传感器的方式，得到田埂与插秧机1之间的距离信息，进一步根据距离信息、插秧机1的速度和插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
由于田块可能是规则的形状，例如正方形，则在插秧机1行驶到拐弯处时，田埂探测轮21将抵到田埂而无法转动，此时，第一探测轮支架23向插秧机1的车架的后方运动较大距离，因此，为了使插秧机1进行转弯，设置田埂探测机构2还可以包括第一位置传感器，第一位置传感器安装于插秧机1的车架前端的上表面，用于检测第一探测轮支架23的第一移动距离。
第一位置传感器将检测到的第一探测轮支架23的第一移动距离发送至控制器3，控制器3接收第一移动距离，当第一移动距离超过预设阈值时，说明此时插秧机1需要进行转弯，因此，控制器3驱动驱动马达4带动方向盘向预设偏转方向转动预设角度使得插秧机1向预设方向转弯行驶。
由此，通过设置第一位置传感器的方式，检测第一探测轮支架23的第一移动距离，当第一移动距离超过预设阈值时，通过控制器3控制插秧机1进行转弯，避免了插秧机1行驶至转弯处无法继续行驶导致无法确定田块边界的情况的发生。
第二种结构：参见图3，图3为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第二种结构的示意图，田埂探测机构2可以包括田埂探测摄像头25。
田埂探测摄像头25安装于插秧机1的车架前端的上表面，田埂探测摄像头25与控制器3电连接，田埂探测摄像头25拍摄插秧机1前方的环境图像，环境图像中包括田埂和田地。
田埂探测摄像头25将所拍摄到的环境图像发送至控制器3，控制器3基于环境图像确定田埂的位置信息。为了计算角度控制量和偏转方向，插秧机1预先设置有预设转向模型，该预设转向模型基于田埂与插秧机1之间的距离信息和插秧机1的速度就可计算出插秧机所需要转动的角度控制量和所要偏转的偏转方向。因此，控制器3确定了田埂的位置信息后，需要根据位置信息和田埂探测摄像头25的位置信息与姿态信息计算田埂与插秧机1之间的距离信息，然后根据距离信息、插秧机1的速度和插秧机1的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
由此，通过设置田埂探测摄像头25的方式，得到田埂与插秧机1之间的距离信息，进一步根据距离信息、插秧机1的速度和插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
第三种结构：参见图4(a)-图4(b)，图4(a)为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第三种结构的俯视图，图4(b)为本发明实施例提供的自动确定田块边界的插秧机的第三种结构的侧视图，田埂探测机构2可以包括田埂探测超声波传感器26、第二探测器连接件27、第二探测轮支架28和第二浮轮29。
田埂探测超声波传感器26安装于第二探测器连接件27的中部，第二探测器连接件27的一端与第二探测轮支架28连接，由于田块内深浅不均，为了确保田埂探测超声波传感器26距离地面的高度保持一致，还设置了第二浮轮29，第二浮轮29安装于第二探测器连接件27的另一端且第二浮轮29位于田埂探测超声波传感器26的下方。
第二探测器连接件27可以包括第三垂直件和第四垂直件，第三垂直件的一端与第二探测轮支架28连接，另一端与第四垂直件的一端垂直连接，第四垂直件的另一端安装有第二浮轮29，靠近第四垂直件的一端安装有田埂探测超声波传感器26，第二浮轮29位于田埂探测超声波传感器26的下方。
第二探测轮支架28安装于插秧机1的车架前端的上表面，第二探测轮支架28可左右转动和上下转动并沿插秧机1的车架的前后方向来回运动。
示例性的，第二探测轮支架28可以包括第二支架本体、第三转动支架、第四转动支架、第二滑轮、第二控制弹簧和第二控制弹簧支架。
第二支架本体和第二控制弹簧支架均安装于插秧机1的车架前端的上表面，第二控制弹簧的一端与第二支架本体连接，另一端与第二控制弹簧支架连接，车架前端的上表面设置有第二滑道，第二支架本体的下表面设置有第二滑轮，第二滑轮设置于第二滑道上。
第二支架本体在受到外力作用时，第二支架本体压缩第二控制弹簧，使得第二滑轮在第二滑道上滑动带动第二支架本体向插秧机1的车架的后方运动，第二支架本体受到的外力作用消失时，第二支架本体拉伸第二控制弹簧，第二滑轮在第二滑道上滑动带动第二支架本体向插秧机1的车架的前方运动，由此，通过设置第二滑轮和第二滑道，使得第二探测轮支架28可以沿插秧机1的车架的前后方向来回运动。
示例性的，第二滑轮和第二滑道的数量可以均为一个或多个，优选均为两个。
第二支架本体的上表面设置有第三转动支架，第三转动支架带动第二支架本体左右转动，第三转动支架的上表面设置有第四转动支架，第四转动支架带动第二支架本体上下转动。由此，通过设置第三转动支架实现第二探测轮支架28可左右转动，通过设置第四转动支架实现第二探测轮支架28上下转动。
田埂探测超声波传感器26与控制器3电连接，田埂探测超声波传感器26检测插秧机1前方的田埂与插秧机1之间的距离，田埂探测超声波传感器26将检测到的距离信息发送至控制器3。
为了计算角度控制量和偏转方向，插秧机1预先设置有预设转向模型，该预设转向模型基于田埂与插秧机1之间的距离信息和插秧机1的速度就可计算出插秧机所需要转动的角度控制量和所要偏转的偏转方向。因此，控制器3接收到距离信息后，即可根据距离信息、插秧机1的速度和插秧机1的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
由此，通过设置田埂探测超声波传感器26的方式，得到田埂与插秧机1之间的距离信息，进一步根据距离信息、插秧机1的速度和插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
由于田块可能是规则的形状，例如正方形，则在插秧机1行驶到拐弯处时，田埂探测超声波传感器26将抵到田埂而无法转动，此时，第二探测轮支架28向插秧机1的车架的后方运动较大距离，因此，为了使插秧机1进行转弯，设置田埂探测机构2还可以包括第二位置传感器，第二位置传感器安装于插秧机1的车架前端的上表面，用于检测第二探测轮支架28的第二移动距离。
第二位置传感器将检测到的第二探测轮支架28的第二移动距离发送至控制器3，控制器3接收第二移动距离，当第二移动距离超过预设阈值时，说明此时插秧机1需要进行转弯，因此，控制器3驱动驱动马达带动方向盘向预设偏转方向转动预设角度使得插秧机1向预设方向转弯行驶。
由此，通过设置第二位置传感器的方式，检测第二探测轮支架28的第二移动距离，当第二移动距离超过预设阈值时，通过控制器3控制插秧机1进行转弯，避免了插秧机1行驶至转弯处无法继续行驶导致无法确定田块边界的情况的发生。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
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实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种自动确定田块边界的插秧机，其特征在于，包括：插秧机、田埂探测机构、控制器、驱动马达和方向盘；
所述田埂探测机构安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述田埂探测机构与所述控制器电连接，所述控制器与所述驱动马达电连接，所述驱动马达的输出端与所述方向盘连接，所述田埂探测机构用于实时探测所述插秧机前方的田埂与所述插秧机之间的距离；
所述田埂探测机构将探测到的距离信息发送至所述控制器，所述控制器基于所述距离信息和所述插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向，驱动所述驱动马达带动所述方向盘向所述偏转方向转动所述角度控制量使得所述插秧机沿所述田埂的边缘行驶，并记录所述插秧机的当前位置信息，当不存在未探测的田埂的位置时，将记录的所有当前位置信息合并为轨迹信息，将所述轨迹信息作为所述田埂所间隔出的田块边界；
所述田埂探测机构包括田埂探测轮、第一探测器连接件、第一探测轮支架、角度传感器和第一浮轮；
所述田埂探测轮安装于所述第一探测器连接件的中部，所述第一探测器连接件的一端与所述第一探测轮支架连接，所述第一浮轮安装于所述第一探测器连接件的另一端且所述第一浮轮位于所述田埂探测轮的下方，所述第一探测轮支架安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述第一探测轮支架可左右转动和上下转动并沿所述插秧机的车架的前后方向来回运动，所述角度传感器安装于所述第一探测轮支架，所述角度传感器与所述控制器电连接，所述角度传感器检测所述田埂探测轮所接触的田埂与所述插秧机之间的角度；
所述角度传感器将检测到的角度信息发送至所述控制器，所述控制器基于所述角度信息和所述田埂探测轮的位置信息计算所述田埂与所述插秧机之间的距离信息，根据所述距离信息、所述插秧机的速度和所述插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向；
或者，
所述田埂探测机构包括田埂探测超声波传感器、第二探测器连接件、第二探测轮支架和第二浮轮；
所述田埂探测超声波传感器安装于所述第二探测器连接件的中部，所述第二探测器连接件的一端与所述第二探测轮支架连接，所述第二浮轮安装于所述第二探测器连接件的另一端且所述第二浮轮位于所述田埂探测超声波传感器的下方，所述第二探测轮支架安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述第二探测轮支架可左右转动和上下转动并沿所述插秧机的车架的前后方向来回运动，所述田埂探测超声波传感器与所述控制器电连接，所述田埂探测超声波传感器检测所述插秧机前方的田埂与所述插秧机之间的距离；
所述田埂探测超声波传感器将检测到的距离信息发送至所述控制器，所述控制器根据所述距离信息、所述插秧机的速度和所述插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
2.如权利要求1所述的自动确定田块边界的插秧机，其特征在于，所述田埂探测机构包括田埂探测摄像头；
所述田埂探测摄像头安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述田埂探测摄像头与所述控制器电连接，所述田埂探测摄像头拍摄所述插秧机前方的环境图像，所述环境图像中包括田埂和田地；
所述田埂探测摄像头将所拍摄到的环境图像发送至所述控制器，所述控制器基于所述环境图像确定田埂的位置信息，根据所述位置信息和所述田埂探测摄像头的位置信息与姿态信息计算所述田埂与所述插秧机之间的距离信息，根据所述距离信息、所述插秧机的速度和所述插秧机的预设转向模型计算出角度控制量和偏转方向。
3.如权利要求1所述的自动确定田块边界的插秧机，其特征在于，所述第一探测轮支架包括第一支架本体、第一转动支架、第二转动支架、第一滑轮、第一控制弹簧和第一控制弹簧支架；
所述第一支架本体和所述第一控制弹簧支架均安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述第一控制弹簧的一端与所述第一支架本体连接，另一端与所述第一控制弹簧支架连接，所述车架前端的上表面设置有第一滑道，所述第一支架本体的下表面设置有所述第一滑轮，所述第一滑轮设置于所述第一滑道上；
所述第一支架本体压缩所述第一控制弹簧，所述第一滑轮在所述第一滑道上滑动带动所述第一支架本体向所述插秧机的车架的后方运动，所述第一支架本体拉伸所述第一控制弹簧，所述第一滑轮在所述第一滑道上滑动带动所述第一支架本体向所述插秧机的车架的前方运动，所述第一支架本体的上表面设置有所述第一转动支架，所述第一转动支架带动所述第一支架本体左右转动，所述第一转动支架的上表面设置有所述第二转动支架，所述第二转动支架带动所述第一支架本体上下转动。
4.如权利要求1所述的自动确定田块边界的插秧机，其特征在于，所述田埂探测机构还包括第一位置传感器，所述第一位置传感器安装于所述插秧机的车架前端的上表面，用于检测所述第一探测轮支架的第一移动距离；
所述第一位置传感器将检测到的所述第一探测轮支架的第一移动距离发送至所述控制器，所述控制器接收所述第一移动距离，当所述第一移动距离超过预设阈值时，驱动所述驱动马达带动所述方向盘向预设偏转方向转动预设角度使得所述插秧机向预设方向转弯行驶。
5.如权利要求1所述的自动确定田块边界的插秧机，其特征在于，所述第二探测轮支架包括第二支架本体、第三转动支架、第四转动支架、第二滑轮、第二控制弹簧和第二控制弹簧支架；
所述第二支架本体和所述第二控制弹簧支架均安装于所述插秧机的车架前端的上表面，所述第二控制弹簧的一端与所述第二支架本体连接，另一端与所述第二控制弹簧支架连接，所述车架前端的上表面设置有第二滑道，所述第二支架本体的下表面设置有所述第二滑轮，所述第二滑轮设置于所述第二滑道上；
所述第二支架本体压缩所述第二控制弹簧，所述第二滑轮在所述第二滑道上滑动带动所述第二支架本体向所述插秧机的车架的后方运动，所述第二支架本体拉伸所述第二控制弹簧，所述第二滑轮在所述第二滑道上滑动带动所述第二支架本体向所述插秧机的车架的前方运动，所述第二支架本体的上表面设置有所述第三转动支架，所述第三转动支架带动所述第二支架本体左右转动，所述第三转动支架的上表面设置有所述第四转动支架，所述第四转动支架带动所述第二支架本体上下转动。
6.如权利要求1所述的自动确定田块边界的插秧机，其特征在于，所述田埂探测机构还包括第二位置传感器，所述第二位置传感器安装于所述插秧机的车架前端的上表面，用于检测所述第二探测轮支架的第二移动距离；
所述第二位置传感器将检测到的所述第二探测轮支架的第二移动距离发送至所述控制器，所述控制器接收所述第二移动距离，当所述第二移动距离超过预设阈值时，驱动所述驱动马达带动所述方向盘向预设偏转方向转动预设角度使得所述插秧机向预设方向转弯行驶。
7.如权利要求3所述的自动确定田块边界的插秧机，其特征在于，所述第一滑轮和所述第一滑道的数量均为两个。
8.如权利要求5所述的自动确定田块边界的插秧机，其特征在于，所述第二滑轮和所述第二滑道的数量均为两个。
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