CN112824991A - 一种基于bds的拖拉机整地作业越界预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统，主要包括BDS接收机，高性能PC，主控制器，分级预警报警灯、前轮转角传感器、电机驱动器、转向电机和转向执行机构。其特征在于：所述的高性能PC对BDS接收机实时采的拖拉机当前位置信息进行处理，通过车前边界越界模型和车侧边界越界模型，分别计算出拖拉机最小越界预警距离和越界时间，主控制器将会根据预警参数控制分级预警灯报警，同时通过PID控制转向电机使车辆转角达到目标值。本发明可以使拖拉机在整地作业中对于可能出现的越界现象提前进行分级预警，具有较高的适用性，提高了作业的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于农业机械领域，提供了一种越界系统，具体涉及一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统。
背景技术
在农业生产中，整地作业是改善土壤质量、提高作物产量的重要环节。对于整地作业机械来说，当拖拉机行驶到作业区域边界时，只有检测到边界并提前进行预警，才能防止辆驶出作业区域。另外当车辆在田间反复作业时，经常出现作业区域覆盖的情况，造成整地作业效率下降。
目前传统的越界预警系统多以机器视觉为主，通过单、双目CCD相机获取农田实况录像，并从中抽取出某一帧图像进行处理，从而识别农田道路标志线。但是基于机器视觉的越界预警系统运算过程复杂且稳定性较差。
另外还有通过带有偏置磁铁的霍尔原件检测磁场变化，来判断车辆是否越界。该方法简单便于实现，但是需要前期铺设大量铁丝，不适合大面积区域检测且适用性较差。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统，该系统具有定位精度高、实时性强、成本较低等优势，可以实现整地作业时两种越界状况的实时监测，完成越界预警，从而提高自动导航拖拉机整地作业工作效率和安全性且能够在市场大范围内普及。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统，是由BDS接收机，高性能PC，主控制器，分级预警报警灯、前轮转角传感器、电机驱动器、转向电机和转向执行机构组成，其特征在于：所述的BDS接收机通过螺栓连接安装在农用拖拉机顶端，所述的BDS接收机与高性能PC通过RS232串口进行通信，所述的前轮转角传感器安装在车辆前轮轴上并与主控制器相连，所述的转向电机安装在车辆转向执行机构上，并与电机驱动器相连，所述的电机驱动器和分级预警报警灯与主控制器相连，所述的主控制器与高性能PC通过RS232双向连接。
所述的主控制器由分级预警模块、转向控制模块、前轮转角采集系统、存储模块和通信单元组成，所述的高性能PC包括BDS信息采集收集系统、存储单元、CPU微处理器单元和GUI监控界面。
本发明基于上述组成，其工作原理是：当拖拉机整地作业运行到规划作业区域边界时，BDS接收机实时采集拖拉机当前位置信息，高性能PC通过车前边界越界模型和车侧边界越界模型，分别计算出拖拉机最小越界预警距离和越界时间，主控制器将会根据预警参数控制分级预警灯报警，同时前轮转角传感器采集拖拉机当前前轮转角信息并传输给主控制器，主控制器通过PID控制将转角信息转换成控制信号输出给电机驱动器，驱动器通过控制转向电机转动从而带动车辆转向执行机构动作，使车辆转角达到目标值。
本发明一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统的有益效果是：所提供的基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统可以使拖拉机在整地作业中对于可能出现的越界现象提前进行分级预警，具有较高的适用性，提高了作业的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统结构框图。
图2为本发明一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统车前边界越界模型。
图3为本发明一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统车侧边界越界模型。
具体实施方式
下面结合附图1-3对本发明作更进一步的说明。
一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统，是由BDS接收机，高性能PC，主控制器，分级预警报警灯、前轮转角传感器、电机驱动器、转向电机和转向执行机构组成，其特征在于：所述的BDS接收机通过螺栓连接安装在农用拖拉机顶端，所述的BDS接收机与高性能PC通过RS232串口进行通信，所述的前轮转角传感器安装在车辆前轮轴上并与主控制器相连，所述的转向电机安装在车辆转向执行机构上，并与电机驱动器相连，所述的电机驱动器和分级预警报警灯与主控制器相连，所述的主控制器与高性能PC通过RS232双向连接。
本发明通过BDS接收机实时采集拖拉机当前位置数据信息。
BDS接收机采集得到的车辆位置信息通过RS232传给高性能PC，高性能PC对所获取的数据进行处理，利用车前边界越界模型和车侧边界越界模型，计算出拖拉机最小越界预警距离和越界时间。
主控制器将会根据预警参数控制分级预警灯报警。
前轮转角传感器采集车辆当前前轮转角信息并传输给主控制器，主控制器通过PID控制将转角信息转换成控制信号输出给电机驱动器，驱动器通过控制转向电机转动从而带动车辆转向执行机构动作，使车辆转角达到目标值。
Claims (3)
1.一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统，是由BDS接收机，高性能PC，主控制器，分级预警报警灯、前轮转角传感器、电机驱动器、转向电机和转向执行机构组成，其特征在于：所述的BDS接收机通过螺栓连接安装在农用拖拉机顶端，所述的BDS接收机与高性能PC通过RS232串口进行通信，所述的前轮转角传感器安装在车辆前轮轴上并与主控制器相连，所述的转向电机安装在车辆转向执行机构上，并与电机驱动器相连，所述的电机驱动器和分级预警报警灯与主控制器相连，所述的主控制器与高性能PC通过RS232双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统，其特征在于：所述的主控制器由分级预警模块、转向控制模块、前轮转角采集系统、存储模块和通信单元组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于BDS的拖拉机整地作业越界预警系统，其特征在于：所述的高性能PC包括BDS信息采集收集系统、存储单元、CPU微处理器单元和GUI监控界面。
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| CN114051781A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-02-18 | 清博（昆山）智能科技有限公司 | 一种协同作业农业机械设备的智能导航系统 |
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