CN111559359B - 一种基于农机的混合安全制动装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于农机的混合安全制动装置，设置在农机本体上，包括：控制器、通信装置、图像采集装置、手刹装置、第一刹车装置、第一离合、第一驱动电机和第一制动装置；图像采集装置设置在农机本体的正表面，图像采集装置与控制器连接；控制器通过通信装置与外界的遥控装置通信连接；控制器与第一刹车装置、第一制动装置连接；手刹装置与第一刹车装置、第一离合相连接；手刹装置与控制器连接；第一刹车装置设置在农机本体上，与农机本体上的第一车轮连接；第一驱动电机通过第一离合与第一车轮连接；第一制动装置与第一驱动电机连接；本发明提供多个制动策略对农机实现混合制动控制，提高农机的智能化控制水平，满足现代化建设的农耕要求。

Description

一种基于农机的混合安全制动装置及方法

技术领域

本发明涉及农机智能化控制领域，尤其涉及一种基于农机的混合安全制动装置及方法。

背景技术

为了提高农业的工作效率，农业机械化逐渐得到推广，各种如插秧机、拖拉机、收割机、喷雾机、土壤处理机、种子处理机或撒颗粒机等植保机械在市场生产和销售，从而应用于各阶段的农作需求。随着智能化技术的发展，智能控制技术也被广泛应用在农业机械(即，农机)的应用领域上。但是现阶段的农机智能化级别不高，在农机的制动策略上，通常是对每一款农机应用单一的制动方式，类似单一的遥控制动、单一的感应制动或单一的手动机械制动等。在如今农耕条件更复杂，环境更现代化的情况下，单一的制动策略无法满足现代化建设的农耕要求。

因此，目前市面上亟需一种可以提供多个制动策略对农机实现混合制动控制的安全制动方案，以提高农机的智能化水平，满足现代化建设的农耕要求。

发明内容

本发明提供了一种基于农机的混合安全制动装置及方法，提供了多个制动策略对农机实现混合制动控制，提高了农机的智能化控制水平，满足现代化建设的农耕要求。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于农机的混合安全制动装置，设置在农机本体上，所述基于农机的混合安全制动装置包括：控制器、通信装置、图像采集装置、手刹装置、第一刹车装置、第一离合、第一驱动电机和第一制动装置；

所述图像采集装置设置在农机本体的正表面，所述图像采集装置与所述控制器连接；所述控制器通过所述通信装置与外界的遥控装置通信连接；所述控制器分别与所述第一刹车装置、所述第一制动装置相连接；所述手刹装置分别与所述第一刹车装置、第一离合相连接；所述手刹装置与所述控制器相连接；

所述第一刹车装置设置在农机本体上，与农机本体上的第一车轮连接；所述第一驱动电机通过第一离合与所述第一车轮相连接；所述第一制动装置与所述第一驱动电机相连接。

作为优选方案，所述基于农机的混合安全制动装置还包括：第二刹车装置、第二离合、第二驱动电机和第二制动装置；

所述第二刹车装置设置在农机本体上，与农机本体上的第二车轮连接；所述第二驱动电机通过第二离合与所述第二车轮相连接；所述第二制动装置与所述第二驱动电机相连接；

所述控制器分别与所述第二刹车装置、所述第二制动装置相连接；所述手刹装置分别与所述第二刹车装置、第二离合相连接。

作为优选方案，所述手刹装置包括第一手刹和第二手刹；所述第一手刹分别与所述第一刹车装置、第一离合相连接；所述第二手刹分别与所述第二刹车装置、第二离合相连接；所述控制器分别与所述第一手刹、第二手刹相连接。

本发明实施例还提供了一种基于农机的混合安全制动方法，基于如上述所述的基于农机的混合安全制动装置执行，其步骤包括：

实时检测手刹装置的开关状态、通过通信装置接收由外界遥控装置发送的指令信息、以及接收由图像采集装置采集到的前方图像；

对所述前方图像进行特征识别，识别出所述前方图像中的障碍物，并提取所述障碍物的特征参数；

当所述手刹装置的开关状态为闭合状态时，控制第一制动装置启动，以使所述第一制动装置对第一驱动电机执行制动动作，令第一驱动电机停止运行；当所述手刹装置的开关状态为断开状态时，对所述指令信息进行判断、以及根据所述特征参数判断所述障碍物是否对农机的前进方向产生影响；

当所述指令信息为制动指令或当确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响时，控制第一制动装置启动，以使所述第一制动装置对第一驱动电机执行制动动作，令第一驱动电机停止运行；以及，控制第一刹车装置启动，以使所述第一刹车装置对第一车轮执行制动动作，令第一车轮停止运行。

作为优选方案，所述当所述手刹装置的开关状态为闭合状态时，还包括：控制第二制动装置启动，以使所述第二制动装置对第二驱动电机执行制动动作，令第二驱动电机停止运行；

所述当所述指令信息为制动指令或当确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响时，还包括：控制第二制动装置启动，以使所述第二制动装置对第二驱动电机执行制动动作，令第二驱动电机停止运行；以及，控制第二刹车装置启动，以使所述第二刹车装置对第二车轮执行制动动作，令第二车轮停止运行。

作为优选方案，所述实时检测手刹装置的开关状态的步骤，具体包括：实时检测第一手刹和第二手刹的开关状态，当所述第一手刹和所述第二手刹中任一开关状态为闭合状态时，则确定所述手刹装置为闭合状态。

作为优选方案，所述障碍物的特征参数包括障碍物的类型、高度参数和宽度参数。

作为优选方案，所述根据所述特征参数判断所述障碍物是否对农机的前进方向产生影响的步骤，具体包括：

当确定障碍物的类型属于预设的安全类型时，确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响；否则，判断所述高度参数与预设的安全高度值的数值大小，以及判断所述宽度参数与预设的安全宽度值的数值大小；

当所述高度参数大于预设的安全高度值或所述宽度参数大于预设的安全宽度值时，确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如上述任一项所述的基于农机的混合安全制动方法。

本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的基于农机的混合安全制动方法。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

1、通过在农机上设置通信装置以接收外界的遥控指令，并设置图像采集装置以对采集到的图像进行障碍物识别；根据遥控指令和障碍物识别结果，结合手刹装置对农机进行混合制动控制，提高了农机的智能化控制水平，满足现代化建设的农耕要求。

2、采用图像识别技术进行障碍物识别而摒弃传统感应方案中使用传感器识别障碍的方案，可以使本技术方案更适用于农田作业，针对农田特有的复杂环境进行精准识别障碍，进一步提高本技术方案的实用性。

3、采用两个手刹分别与两个驱动轮进行制动控制，可以进一步提高农机运行的安全性。

附图说明

图1：为本发明实施例一中的基于农机的混合安全制动装置结构示意图；

图2：为本发明实施例二中的基于农机的混合安全制动装置结构示意图；

图3：为本发明实施例三中的基于农机的混合安全制动装置结构示意图。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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。

请参照图1，实施例一，本发明优选实施例提供了一种基于农机的混合安全制动装置，设置在农机本体上，所述基于农机的混合安全制动装置包括：控制器、通信装置、图像采集装置、手刹装置、第一刹车装置、第一离合、第一驱动电机和第一制动装置；所述图像采集装置设置在农机本体的正表面，所述图像采集装置与所述控制器连接；所述控制器通过所述通信装置与外界的遥控装置通信连接；所述控制器分别与所述第一刹车装置、所述第一制动装置相连接；所述手刹装置分别与所述第一刹车装置、第一离合相连接；所述手刹装置与所述控制器相连接；所述第一刹车装置设置在农机本体上，与农机本体上的第一车轮连接；所述第一驱动电机通过第一离合与所述第一车轮相连接；所述第一制动装置与所述第一驱动电机相连接。

具体地，下面对实施例一中的制动装置的控制逻辑进行详细说明。其步骤包括：

S1，实时检测手刹装置的开关状态、通过通信装置接收由外界遥控装置发送的指令信息、以及接收由图像采集装置采集到的前方图像。在本步骤中，采用图像识别技术进行障碍物识别而摒弃传统感应方案中使用传感器识别障碍的方案，可以使本技术方案更适用于农田作业，针对农田特有的复杂环境进行精准识别障碍，进一步提高本技术方案的实用性。例如，当前方障碍物为泥土时，如果采用了传感器作为障碍物识别的装置，则传感器会感应到泥土的存在而控制农机制动，而采用图像识别技术的话，当图像识别到当前障碍物为泥土时，可以判断农机能够直接碾压泥土通过该区域，不造成障碍，则此时不会对农机进行制动。

S2，对所述前方图像进行特征识别，识别出所述前方图像中的障碍物，并提取所述障碍物的特征参数；所述障碍物的特征参数包括障碍物的类型、高度参数和宽度参数。

S3，当所述手刹装置的开关状态为闭合状态时，控制第一制动装置启动，以使所述第一制动装置对第一驱动电机执行制动动作，令第一驱动电机停止运行；当所述手刹装置的开关状态为断开状态时，对所述指令信息进行判断、以及根据所述特征参数判断所述障碍物是否对农机的前进方向产生影响；具体包括：

S31，当确定障碍物的类型属于预设的安全类型时，确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响；否则，判断所述高度参数与预设的安全高度值的数值大小，以及判断所述宽度参数与预设的安全宽度值的数值大小。具体地，由上述步骤陈述的内容可知，预设的安全类型可以为泥土，当识别到当前障碍物为泥土时，允许不执行制动。预设的安全类型可以根据实际需求进行变换，除了泥土之外，也可以设置为稻谷、杂草等。而预设的安全高度值和预设的安全宽度值可以与农机的高度和宽度挂钩，例如，预设的安全高度值不应大于农机的高度，预设的安全宽度值不应大于农机的宽度等等。

S32，当所述高度参数大于预设的安全高度值或所述宽度参数大于预设的安全宽度值时，确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响。

S4，当所述指令信息为制动指令或当确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响时，控制第一制动装置启动，以使所述第一制动装置对第一驱动电机执行制动动作，令第一驱动电机停止运行；以及，控制第一刹车装置启动，以使所述第一刹车装置对第一车轮执行制动动作，令第一车轮停止运行。

本发明技术方案通过在农机上设置通信装置以接收外界的遥控指令，并设置图像采集装置以对采集到的图像进行障碍物识别；根据遥控指令和障碍物识别结果，结合手刹装置对农机进行混合制动控制，提高了农机的智能化控制水平，满足现代化建设的农耕要求。

请参照图2，对上述实施例进行改进，实施例二，所述基于农机的混合安全制动装置还包括：第二刹车装置、第二离合、第二驱动电机和第二制动装置；所述第二刹车装置设置在农机本体上，与农机本体上的第二车轮连接；所述第二驱动电机通过第二离合与所述第二车轮相连接；所述第二制动装置与所述第二驱动电机相连接；所述控制器分别与所述第二刹车装置、所述第二制动装置相连接；所述手刹装置分别与所述第二刹车装置、第二离合相连接。

在本实施例中，所述当所述手刹装置的开关状态为闭合状态时，还包括：控制第二制动装置启动，以使所述第二制动装置对第二驱动电机执行制动动作，令第二驱动电机停止运行；

所述当所述指令信息为制动指令或当确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响时，还包括：控制第二制动装置启动，以使所述第二制动装置对第二驱动电机执行制动动作，令第二驱动电机停止运行；以及，控制第二刹车装置启动，以使所述第二刹车装置对第二车轮执行制动动作，令第二车轮停止运行。

请参照图3，对上述实施例进行改进，实施例三，所述手刹装置包括第一手刹和第二手刹；所述第一手刹分别与所述第一刹车装置、第一离合相连接；所述第二手刹分别与所述第二刹车装置、第二离合相连接；所述控制器分别与所述第一手刹、第二手刹相连接。

在本实施例中，所述实时检测手刹装置的开关状态的步骤，具体包括：实时检测第一手刹和第二手刹的开关状态，当所述第一手刹和所述第二手刹中任一开关状态为闭合状态时，则确定所述手刹装置为闭合状态。在本步骤中采用两个手刹分别与两个驱动轮进行制动控制，可以进一步提高农机运行的安全性。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一实施例所述的基于农机的混合安全制动方法。

本发明实施例还提供了一种终端设备，所述终端设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的基于农机的混合安全制动方法。

优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序、计算机程序)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。

所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。

所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。

需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于农机的混合安全制动装置，其特征在于，设置在农机本体上，所述基于农机的混合安全制动装置包括：控制器、通信装置、图像采集装置、手刹装置、第一刹车装置、第一离合、第一驱动电机和第一制动装置；

所述图像采集装置设置在农机本体的正表面，所述图像采集装置与所述控制器连接；所述控制器通过所述通信装置与外界的遥控装置通信连接；所述控制器分别与所述第一刹车装置、所述第一制动装置相连接；所述手刹装置分别与所述第一刹车装置、第一离合相连接；所述手刹装置与所述控制器相连接；

所述第一刹车装置设置在农机本体上，与农机本体上的第一车轮连接；所述第一驱动电机通过第一离合与所述第一车轮相连接；所述第一制动装置与所述第一驱动电机相连接；

还包括：

第二刹车装置、第二离合、第二驱动电机和第二制动装置；

所述第二刹车装置设置在农机本体上，与农机本体上的第二车轮连接；所述第二驱动电机通过第二离合与所述第二车轮相连接；所述第二制动装置与所述第二驱动电机相连接；

所述控制器分别与所述第二刹车装置、所述第二制动装置相连接；所述手刹装置分别与所述第二刹车装置、第二离合相连接；

所述手刹装置包括第一手刹和第二手刹；所述第一手刹分别与所述第一刹车装置、第一离合相连接；所述第二手刹分别与所述第二刹车装置、第二离合相连接；所述控制器分别与所述第一手刹、第二手刹相连接；

所述农机的混合安全制动装置的执行步骤包括：

S1，实时检测手刹装置的开关状态、通过通信装置接收由外界遥控装置发送的指令信息、以及接收由图像采集装置采集到的前方图像；

S2，对所述前方图像进行特征识别，识别出所述前方图像中的障碍物，并提取所述障碍物的特征参数；所述障碍物的特征参数包括障碍物的类型、高度参数和宽度参数；

S3，当所述手刹装置的开关状态为闭合状态时，控制第一制动装置启动，以使所述第一制动装置对第一驱动电机执行制动动作，令第一驱动电机停止运行；当所述手刹装置的开关状态为断开状态时，对所述指令信息进行判断、以及根据所述特征参数判断所述障碍物是否对农机的前进方向产生影响；

具体包括：

S31，当确定障碍物的类型属于预设的安全类型时，确定所述障碍物对农机的前进方向不产生影响；否则，判断所述高度参数与预设的安全高度值的数值大小，以及判断所述宽度参数与预设的安全宽度值的数值大小；预设的安全类型可以为泥土，当识别到当前障碍物为泥土时，允许不执行制动；预设的安全类型可以根据实际需求进行变换；预设的安全高度值和预设的安全宽度值可以与农机的高度和宽度相关；

S32，当所述高度参数大于预设的安全高度值或所述宽度参数大于预设的安全宽度值时，确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响；

S4，当所述指令信息为制动指令或当确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响时，控制第一制动装置启动，以使所述第一制动装置对第一驱动电机执行制动动作，令第一驱动电机停止运行；以及，控制第一刹车装置启动，以使所述第一刹车装置对第一车轮执行制动动作，令第一车轮停止运行；

通过在农机上设置通信装置以接收外界的遥控指令，并设置图像采集装置以对采集到的图像进行障碍物识别；根据遥控指令和障碍物识别结果，结合手刹装置对农机进行混合制动控制，提高农机的智能化控制水平；

所述当所述手刹装置的开关状态为闭合状态时，还包括：控制第二制动装置启动，以使所述第二制动装置对第二驱动电机执行制动动作，令第二驱动电机停止运行；

所述当所述指令信息为制动指令或当确定所述障碍物对农机的前进方向产生影响时，还包括：控制第二制动装置启动，以使所述第二制动装置对第二驱动电机执行制动动作，令第二驱动电机停止运行；以及，控制第二刹车装置启动，以使所述第二刹车装置对第二车轮执行制动动作，令第二车轮停止运行；

所述实时检测手刹装置的开关状态的步骤，具体包括：实时检测第一手刹和第二手刹的开关状态，当所述第一手刹和所述第二手刹中任一开关状态为闭合状态时，则确定所述手刹装置为闭合状态。

2.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1所述的基于农机的混合安全制动装置。

3.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的基于农机的混合安全制动装置。

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