CN111142518B - 基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，包括车载中央控制器、自动驾驶系统控制器、播种系统控制器、行驶状态监控装置、农机状态监控装置；车载中央控制器响应于农机移动至播种路径上，驱动播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使执行播种作业；农机状态监控用于实时监控农机播种状态参数，如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，计算补种导航规划路径。本发明能够有效协调处于完全独立状态的自动驾驶系统和播种系统，高效率、自适应地完成播种作业任务；对于播种作业任务过程中的异常状态进行及时处理，尤其是缺种异常，在不影响播种效率的前提下，自适应地完成路线调整和补种作业。

Description

基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能农机技术领域，具体而言涉及一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统及其控制方法。

背景技术

农机辅助技术及无人技术是一个发展趋势，华中农业大学丁幼春等撰写的文章“小型履带式油菜播种机导航免疫PID控制器设计”针对适应于长江中下游地区稻茬田土壤黏湿、小田块的轻简化播种机智能化问题，设计了一种基于免疫PID的小型履带式油菜播种机导航控制器。以小型履带式油菜播种机为基础，利用电磁铁对其转向系统进行电控改装，采用高精度北斗定位模块和电子罗盘进行组合导航，获取履带式播种机的位置和航向信息作为导航控制器的输入，设计了小型履带式油菜播种机自动导航控制系统。但是，文中没有交代播种机是如何与履带主体平台的自动驾驶协调工作的。事实上，现有农机播种过程中仍然较难实现全自动化，原因包括但不限于以下几项：农田环境复杂，在播种过程中容易出现各种异常状态(例如，播种面积过大需要中途补种；多个播种区域需要播撒不同类型的种子；农田地形复杂，部分障碍物对播种作业产生的影响、甚至会影响到农机行进过程等)；对播种精度要求高，一旦因为异常状态带来精度下降，作物产量将会受到较大的影响，对于播种精度较低的农田区域，返工难度大，成本高昂。而现有技术中，对于播种过程中出现的各种异常状态也没有提出可行的不影响播种效率的处理方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统及其控制方法，有效协调处于完全独立状态的自动驾驶系统和播种系统，高效率、自适应地完成播种作业任务；另外，对于播种作业任务过程中的异常状态进行及时处理，尤其是缺种异常，在不影响播种效率的前提下，自适应地完成路线调整和补种作业，减少人工操作，实现农机播种的高度自动化，减少错误发生率，便于追溯历史记录。

为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，所述自适应播种控制系统包括车载中央控制器、自动驾驶系统控制器、播种系统控制器、行驶状态监控装置、农机状态监控装置；

所述车载中央控制器分别通过CAN总线与自动驾驶系统控制器、播种系统控制器连接，所述自动驾驶系统控制器与农机的自动驾驶系统连接，以控制自动驾驶系统驱动农机按照设定行驶参数沿指定路径移动，所述播种系统控制器通过电机与播种机构连接，以控制电机驱动安装在农机上的播种机构按照设定的播种参数执行播种作业；

所述车载中央控制器接收外部发送的播种任务，播种任务包括播种作业区域信息，结合播种作业区域信息计算播种路径和所需种子总量，将计算生成的播种路径发送至自动驾驶系统控制器；

所述自动驾驶系统控制器获取农机当前位置信息，控制自动驾驶系统驱动车辆沿设定路线向播种路径移动、以及按照设定行驶参数沿播种路径移动，并实时获取农机的位置信息，将农机的实时位置信息发送至车载中央控制器；

所述车载中央控制器响应于农机移动至播种路径上，发送播种启动控制信号至播种系统控制器，播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使所述播种机构结合农机实际行驶速度、按照设定的播种参数执行播种作业，并且定期或实时计算作业余量信息，将作业余量信息发送至车载中央控制器，所述作业余量信息包括种子剩余量和剩余作业面积；

所述行驶状态监控装置与车载中央控制器连接，用于实时监控农机行驶状态参数，将监控结果发送至车载中央控制器，所述车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，如果出现异常，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务；

所述农机状态监控装置通过播种系统控制器与车载中央控制器连接，用于实时监控农机播种状态参数，将农机播种状态参数发送至车载中央控制器，所述车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，如果出现异常，判断异常种类：

(1)如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径；

(2)如果异常种类为临近地头界限，生成地头界限识别控制指令，采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离，当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，执行转向播种作业；

(3)否则，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务；

所述农机状态监控装置包括安装在种箱内、用于采集种箱内的种子剩余量的种位测量单元。

基于前述自适应播种控制系统，本发明还提及一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统的控制方法，所述控制方法包括：

S1：接收外部发送的播种任务，播种任务包括播种作业区域信息，结合播种作业区域信息计算播种路径和所需种子总量，设置车载中央控制器的工作参数；

S2：发送自检控制指令至播种系统控制器，驱动播种系统控制器进行自检，获取农机当前行驶速度，并且判断种箱中的种位是否低于设定种位阈值，如果低于，生成补种控制指令，计算补种导航规划路径，进入步骤S3，否则，进入步骤S4；

S3：将补种导航规划路径发送至自动驾驶系统控制器，以使自动驾驶系统驱动农机沿补种导航规划路径行至地头最优补种点进行补种；

S4：将播种路径发送至自动驾驶系统控制器，结合农机当前位置信息、控制自动驾驶系统驱动车辆沿设定路线向播种路径移动、和按照设定行驶参数沿播种路径移动：

当农机移动至播种路径上时，发送播种启动控制信号至播种系统控制器，播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使所述播种机构结合农机实际行驶速度、按照设定的播种参数执行播种作业，并且定期或实时计算作业余量信息，将作业余量信息发送至车载中央控制器，所述作业余量信息包括种子剩余量和剩余作业面积；

S5：实时获取农机行驶状态参数和农机播种状态参数，判断是否出现异常：

(1)如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径；

(2)如果异常种类为临近地头界限，生成地头界限识别控制指令，采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离，当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，执行转向播种作业；

(3)否则，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务；

所述农机状态监控装置包括安装在种箱内、用于采集种箱内的种子剩余量的种位测量单元。

基于前述自适应播种控制系统，本发明还提及一种无人驾驶播种农机，所述无人驾驶播种农机包括安装有自动驾驶系统和播种系统的农机、前述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统；

所述播种系统包括依次连接的电机、播种机构、种箱；

所述农机状态监控装置包括机具状态采集单元、种位测量单元、地轮转速传感器。

以上本发明的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于，

(1)有效协调处于完全独立状态的自动驾驶系统和播种系统，高效率、自适应地完成播种作业任务。

(2)对于播种作业任务过程中的异常状态进行及时处理，及时排除播种任务执行过程中出现的各种故障，尤其是缺种异常，在不影响播种效率的前提下，自适应地完成路线调整和补种作业，减少人工操作，实现农机播种的高度自动化，减少错误发生率，便于追溯历史记录。

(3)采用行驶速度传感器监测农机实际行进速度，一方面，结合播种系统控制器以提高播种系统的播种精准度，另一方面，当自动驾驶系统的导航装置出现异常时，结合播种路径继续完成路径跟踪，提高播种任务的执行成功率。

(4)实时或定期计算作业余量信息，优化播种路径和补种路径，提高播种效率。

(5)采用机器视觉算法结合实际行驶参数的距离计算方法，达到对于任意地形，均可以得到较为精确的距离测算值的目的，顺利完成转向换行播种任务的目的。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统的结构示意图。

图2是本发明的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统的控制方法流程图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

对于农机播种自动化而言，需要解决以下两个方面的问题：第一，正确解析播种任务，生成可供自动驾驶系统和播种系统顺利执行的多个子任务，以及在播种任务执行过程中，精确协调自动驾驶系统和播种系统协同工作，确保播种精度。第二，及时探测播种任务执行过程中出现的各种异常状态，并尽可能地采用自动化的方式解决问题。

一、解析和执行播种任务

结合图1，本发明提及一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，所述自适应播种控制系统包括车载中央控制器、自动驾驶系统控制器、播种系统控制器、行驶状态监控装置、农机状态监控装置。

所述车载中央控制器分别通过CAN总线与自动驾驶系统控制器、播种系统控制器连接，以进行相互之间的数据交互，交互的数据包括各项控制指令和采集到的农机的各项状态参数。

所述自动驾驶系统控制器与农机的自动驾驶系统连接，以控制自动驾驶系统驱动农机按照设定行驶参数沿指定路径移动。所述播种系统控制器通过电机与播种机构连接，以控制电机驱动安装在农机上的播种机构按照设定的播种参数执行播种作业。优选的，自动驾驶系统控制器和播种系统控制器根据车载中央控制器的控制指令以驱动自动驾驶系统和播种机构工作。

所述车载中央控制器接收外部发送的播种任务，播种任务包括播种作业区域信息，结合播种作业区域信息计算播种路径和所需种子总量，将计算生成的播种路径发送至自动驾驶系统控制器。

所述自动驾驶系统控制器获取农机当前位置信息，判断农机当前位置信息是否位于播种路径上，如果位于，发送就位信号至车载中央控制器，否则，控制自动驾驶系统驱动车辆沿设定路线向播种路径移动、以及按照设定行驶参数沿播种路径移动，并实时获取农机的位置信息，将农机的实时位置信息发送至车载中央控制器。

所述车载中央控制器响应于农机移动至播种路径上，发送播种启动控制信号至播种系统控制器，播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使所述播种机构结合农机实际行驶速度、按照设定的播种参数执行播种作业，并且定期或实时计算作业余量信息，将作业余量信息发送至车载中央控制器，所述作业余量信息包括种子剩余量和剩余作业面积。

播种系统控制器控制播种机构工作的方法可以参考现有技术中的播种控制方法，例如，专利号为CN 105302013B的发明专利“一种多作物条播机自适应播种控制方法“中提及了一种播种方法，能够在短时间内自动完成多种作物播种控制——即去定各种种子达到额定播种量时牵引机有效行进速度与排种器转速的关系，进而控制精准播种的多作物条播机自适应播种控制方法。

对于有效行进速度的监测，可以通过以下两种方式实现，应当理解，实现方式不限于以下两种：第一种方式，在农机驱动轮上或者播种机具机架的支架连接的地轮上安装行驶速度传感器，通过行驶速度传感器实时探测行进速度。第二种方式，利用自动驾驶系统的导航装置，实时采集农机的当前位置信息以及对应的行进速度。在采集到行进速度之后，采用前述发明专利中公开的播种方法执行精确播种作业任务。

在一些例子中，当自动驾驶系统的导航装置工作异常时(如离线状态或信号异常状态时)，所述车载中央控制器还可以结合行驶速度传感器和播种路径继续进行播种路径跟踪，提高播种任务执行成功率。该方式尤其适用于信号不佳的播种区域，能够很好的改善目前由于农田区域较为偏僻、信号站分布密度低带来的通讯信号不佳的问题。优选的，当播种路径发生变更(如缺种导致临时增加补种路线)时，前述结合行驶速度传感器继续定位的方式仍然适用。

即，对于本发明来说，行驶速度传感器的意义有二：一是辅助播种系统控制器实现精确播种，二是在导航装置失去作用时，结合播种路径继续进行播种路径跟踪，提高播种任务执行成功率。

二、自动探测和处理任务执行过程中出现的异常状况

本发明提出，从两个方面对播种任务执行过程进行监控：农机行驶状态和农机播种状态，其中，通过行驶状态监控装置实现对农机行驶状态的监控，通过农机状态监控装置实现对农机播种状态的监控。

所述行驶状态监控装置与车载中央控制器连接，用于实时监控农机行驶状态参数，将监控结果发送至车载中央控制器，所述车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，如果出现异常，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务。

优选的，所述农机行驶状态参数包括行驶速度、路面状态参数、障碍物参数等，还可以包括农机制动力机构工作参数、车身倾斜度、颠簸强度等车辆自身的工作状态，前述参数既可以通过车载传感器(如自动驾驶系统的导航装置、车辆自身的车速监控装置等)获取，也可以通过专门设置的采集装置(如前述行驶速度传感器、安装在农机上的陀螺仪、振动传感器、超声波传感器、红外传感器等)获取。

车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，例如和对应的预设阈值做比对等等，一旦其中一个农机行驶状态参数出现异常，说明此时农机工作状态出现异常，可以选择暂停自动驾驶系统和播种系统，发出排障信号以请求工作人员介入处理。例如，自动驾驶系统控制器发生离线或和其他工作故障之后，所述车载中央控制器报警提示自动驾驶系统故障并输出农机停止工作命令。

应当理解，对于部分可以自处理的异常状态，如前述自动导航装置突然断开连接或信号不佳等等，可以结合行驶速度传感器继续进行路径跟踪，以顺利完成播种作业任务。

所述农机状态监控装置通过播种系统控制器与车载中央控制器连接，用于实时监控农机播种状态参数，将农机播种状态参数发送至车载中央控制器，所述车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，如果出现异常，判断异常种类：

(1)如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径。

(2)如果异常种类为临近地头界限，生成地头界限识别控制指令，采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离，当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，执行转向播种作业。

(3)否则，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务。

优选的，所述农机状态监控装置包括安装在种箱内、用于采集种箱内的种子剩余量的种位测量单元或者称重传感器。

通常在播种过程中，最常处理的异常为补种作业和换行播种作业。

(1)补种作业

本发明针对补种作业提出了一种补种方法，以实现自动化补种。

具体的，所述根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径的过程包括：

获取农机实时位置信息，根据农机实时位置信息查询或输入地头最优补种点的位置信息。

根据农机实时位置信息和地头最优补种点的位置信息生成补种导航规划路径，将补种导航规划路径发送至自动驾驶系统控制器，以使自动驾驶系统驱使农机按照补种导航规划路径行驶。

优选的，所述车载中央控制器接收作业余量信息，判断是否需要中途补种，如果需要，根据农机实时位置信息、作业余量信息、地头补种点位置信息，以补种路线最短为优化目标以优化播种路径、和生成对应的补种导航规划路径。例如，种箱内剩余重量能够播撒100亩农田，而播种任务还缺200亩未曾播撒，车载中央控制器计算后得知农机要完成播种任务，可能需要补种一次。此时可以结合地头补种点的位置信息、剩余播撒区域等信息，以最短补种路径为优化目标，提前实现补种，提高播种效率。

在一些例子中，播种系统控制器还具有自检单元，用于根据车载中央控制器发送的自检控制指令进行自检，包括两个部分的内容：获取农机当前行驶速度，判断农机状态，计算与行驶速度匹配的播种参数以满足播种精度要求；判断种箱内的种子是否低于设定种位阈值，如果低于，说明种箱内的种子总量较少，不足以执行完成阶段性的或者全程播种作业任务，设定种位阈值根据播种任务的解析结果确定，继而判断是否需要执行补种作业。

(2)换行播种

播种作业通常采用逐行播种的方式进行，临近地头界限时控制农机转向换行以继续作业。本发明提出了一种转向播种作业的方式，具体的，所述转向播种作业包括以下步骤：

当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，停止播种作业，提起机具。

驱使农机按照设定转弯程序开始降速和转弯换行。

实时探测农机转向角度，当农机换行完毕时，驱使农机沿直线方向倒退行进，放下机具，继续播种作业。

首先将农机尽可能的靠近地头界限，只预留转弯换行所需距离，其次，提起机具后开始转向，避免转弯换行时机具触碰上地头，最后，在转向换行完成后，放下机具，继续播种作业。

实际上，当采用无人驾驶方式时，这一步骤有时会变得难以精确执行，主要原因在于难以控制地头界限与车体的实际距离，如果换行过早，农田边缘区域难以播种，如果换行过晚，农机容易撞上地头边界。尤其是对于范围较大的农田，即使事先规划了播种路径，但在实际播种过程中，由于农田环境复杂，通常难以精确控制行驶误差。

为此，本发明提出，采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离。具体的，包括以下步骤：

采集车体至地头界限之间的农田图像，测量农田图像上车体和地头界限的距离值，结合拍摄参数，对车体至地头界限的实际距离进行预估。

对农田图像做进一步的分析，提取车体至地头界限之间的地形特征，根据地形特征推算农机行驶参数变化规律，将之与实际农机行驶参数的变化规律相比对，对预估得到的车体至地头界限的实际距离进行补偿，以获取修正后的实际距离值。

采用机器视觉算法或无人驾驶路径识别技术对车体至地头界限的实际距离进行预估，由于预估值的误差范围较大，我们提出，在预估值的基础上，通过对农田图像做进一步的分析，结合实际农机行驶参数的变化规律，对预估得到的车体至地头界限的实际距离进行补偿，以获取修正后的实际距离值。

例如，农田图像上显示前方出现两处较大的突起地形，两个突起地形与地头界限的距离分别是13米和10米，农机在经过这两个突起地形时，农机行驶参数必然会出现变化。由于在短距离行驶范围内，通过农机行驶参数可以测算出较为精确的行驶距离值，基于这一原理，根据探测农机行驶参数的变化规律可以得到两个斜坡之间的较为精确的距离值，基于这一距离值，对换算出对车体至地头界限的预估距离进行补偿，得到更加精确的实际距离。

本方法正是基于农田地形复杂这一特性，反而得到了更加精确的实际距离。而对于地形特性较为平坦的农田，可以直接采用农机行驶参数或无人驾驶导航系统为主对该距离值进行测算，机器视觉算法为辅对其进行验证。从而实现对于任意地形，均可以得到较为精确的距离测算值的目的，顺利完成转向换行播种任务。

结合图2，本发明提及一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统的控制方法，所述控制方法包括：

S1：接收外部发送的播种任务，播种任务包括播种作业区域信息，结合播种作业区域信息计算播种路径和所需种子总量，设置车载中央控制器的工作参数。

S2：发送自检控制指令至播种系统控制器，驱动播种系统控制器进行自检，获取农机当前行驶速度，并且判断种箱中的种位是否低于设定种位阈值，如果低于，生成补种控制指令，计算补种导航规划路径，进入步骤S3，否则，进入步骤S4。

S3：将补种导航规划路径发送至自动驾驶系统控制器，以使自动驾驶系统驱动农机沿补种导航规划路径行至地头最优补种点进行补种。

S4：将播种路径发送至自动驾驶系统控制器，结合农机当前位置信息、控制自动驾驶系统驱动车辆沿设定路线向播种路径移动、和按照设定行驶参数沿播种路径移动：

当农机移动至播种路径上时，发送播种启动控制信号至播种系统控制器，播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使所述播种机构结合农机实际行驶速度、按照设定的播种参数执行播种作业，并且定期或实时计算作业余量信息，将作业余量信息发送至车载中央控制器，所述作业余量信息包括种子剩余量和剩余作业面积。

S5：实时获取农机行驶状态参数和农机播种状态参数，判断是否出现异常：

(1)如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径。

(2)如果异常种类为临近地头界限，生成地头界限识别控制指令，采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离，当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，执行转向播种作业。

(3)否则，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务。

所述农机状态监控装置包括安装在种箱内、用于采集种箱内的种子剩余量的种位测量单元。

基于前述基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，本发明还提及一种无人驾驶播种农机，所述无人驾驶播种农机包括安装有自动驾驶系统和播种系统的农机、前述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统。

所述播种系统包括依次连接的电机、播种机构、种箱。

所述农机状态监控装置包括机具状态采集单元、种位测量单元、地轮转速传感器。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述自适应播种控制系统包括车载中央控制器、自动驾驶系统控制器、播种系统控制器、行驶状态监控装置、农机状态监控装置；

所述车载中央控制器分别通过CAN总线与自动驾驶系统控制器、播种系统控制器连接，所述自动驾驶系统控制器与农机的自动驾驶系统连接，以控制自动驾驶系统驱动农机按照设定行驶参数沿指定路径移动，所述播种系统控制器通过电机与播种机构连接，以控制电机驱动安装在农机上的播种机构按照设定的播种参数执行播种作业；

所述车载中央控制器接收外部发送的播种任务，播种任务包括播种作业区域信息，结合播种作业区域信息计算播种路径和所需种子总量，将计算生成的播种路径发送至自动驾驶系统控制器；

所述自动驾驶系统控制器获取农机当前位置信息，控制自动驾驶系统驱动车辆沿设定路线向播种路径移动、以及按照设定行驶参数沿播种路径移动，并实时获取农机的位置信息，将农机的实时位置信息发送至车载中央控制器；

所述车载中央控制器响应于农机移动至播种路径上，发送播种启动控制信号至播种系统控制器，播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使所述播种机构结合农机实际行驶速度、按照设定的播种参数执行播种作业，并且定期或实时计算作业余量信息，将作业余量信息发送至车载中央控制器，所述作业余量信息包括种子剩余量和剩余作业面积；

所述行驶状态监控装置与车载中央控制器连接，用于实时监控农机行驶状态参数，将监控结果发送至车载中央控制器，所述车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，如果出现异常，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务；

所述农机状态监控装置通过播种系统控制器与车载中央控制器连接，用于实时监控农机播种状态参数，将农机播种状态参数发送至车载中央控制器，所述车载中央控制器判断接收到的农机行驶状态参数是否正常，如果出现异常，判断异常种类：

(1)如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径；

(2)如果异常种类为临近地头界限，生成地头界限识别控制指令，采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离，当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，执行转向播种作业；

(3)否则，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务；

所述农机状态监控装置包括安装在种箱内、用于采集种箱内的种子剩余量的种位测量单元；

所述采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离是指，

采集车体至地头界限之间的农田图像，测量农田图像上车体和地头界限的距离值，结合拍摄参数，对车体至地头界限的实际距离进行预估；

对农田图像做进一步的分析，提取车体至地头界限之间的地形特征，根据地形特征推算农机行驶参数变化规律，将之与实际农机行驶参数的变化规律相比对，对预估得到的车体至地头界限的实际距离进行补偿，以获取修正后的实际距离值。

2.根据权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径的过程包括：

获取农机实时位置信息，根据农机实时位置信息查询或输入地头最优补种点的位置信息；

根据农机实时位置信息和地头最优补种点的位置信息生成补种导航规划路径，将补种导航规划路径发送至自动驾驶系统控制器，以使自动驾驶系统驱使农机按照补种导航规划路径行驶。

3.根据权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述农机行驶状态参数包括行驶速度、路面状态参数、障碍物参数。

4.根据权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述行驶状态监控装置包括行驶速度传感器，行驶速度传感器安装在农机驱动轮上或者播种机具机架的支架连接的地轮上。

5.根据权利要求4所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述车载中央控制器响应于自动驾驶系统的导航装置工作异常，结合行驶速度传感器和播种路径进行播种路径跟踪。

6.根据权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述转向播种作业包括以下步骤：

当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，停止播种作业，提起机具；

驱使农机按照设定转弯程序开始降速和转弯换行；

实时探测农机转向角度，当农机换行完毕时，驱使农机沿直线方向倒退行进，放下机具，继续播种作业。

7.根据权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统，其特征在于，所述车载中央控制器接收作业余量信息，判断是否需要中途补种，如果需要，根据农机实时位置信息、作业余量信息、地头补种点位置信息，以补种路线最短为优化目标以优化播种路径、和生成对应的补种导航规划路径。

8.一种基于权利要求1所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

S1：接收外部发送的播种任务，播种任务包括播种作业区域信息，结合播种作业区域信息计算播种路径和所需种子总量，设置车载中央控制器的工作参数；

S2：发送自检控制指令至播种系统控制器，驱动播种系统控制器进行自检，获取农机当前行驶速度，并且判断种箱中的种位是否低于设定种位阈值，如果低于，生成补种控制指令，计算补种导航规划路径，进入步骤S3，否则，进入步骤S4；

S3：将补种导航规划路径发送至自动驾驶系统控制器，以使自动驾驶系统驱动农机沿补种导航规划路径行至地头最优补种点进行补种；

S4：将播种路径发送至自动驾驶系统控制器，结合农机当前位置信息、控制自动驾驶系统驱动车辆沿设定路线向播种路径移动、和按照设定行驶参数沿播种路径移动：

当农机移动至播种路径上时，发送播种启动控制信号至播种系统控制器，播种系统控制器根据预设的播种参数，调整电机转速，以使所述播种机构结合农机实际行驶速度、按照设定的播种参数执行播种作业，并且定期或实时计算作业余量信息，将作业余量信息发送至车载中央控制器，所述作业余量信息包括种子剩余量和剩余作业面积；

S5：实时获取农机行驶状态参数和农机播种状态参数，判断是否出现异常：

(1)如果异常种类为缺种，生成补种控制信号，根据农机实时位置信息和补种点位置信息以计算补种导航规划路径；

(2)如果异常种类为临近地头界限，生成地头界限识别控制指令，采用机器视觉算法对行驶方向上的地头界限进行识别，结合农机行驶参数实时测算地头界限与车体的实际距离，当测算得到的地头界限与车体的实际距离达到设定转向距离阈值时，执行转向播种作业；

(3)否则，发送停止控制信号至自动驾驶系统控制器和播种系统控制器，以暂停自动驾驶系统和播种系统的当前作业任务；

所述农机状态监控装置包括安装在种箱内、用于采集种箱内的种子剩余量的种位测量单元。

9.一种无人驾驶播种农机，其特征在于，所述无人驾驶播种农机包括安装有自动驾驶系统和播种系统的农机、权利要求1-7任意一项中所述的基于无人驾驶技术的自适应播种控制系统；

所述播种系统包括依次连接的电机、播种机构、种箱；

所述农机状态监控装置包括机具状态采集单元、种位测量单元、地轮转速传感器。

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