CN114187780B - 一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置，涉及农机车辆检测技术领域。本发明包括测具和模拟行进台，测具包括基准器、标靶器和辅助测距器，三者相互电性连接且相互配合，其中基准器通过设置限位杆与模拟行进台滑动卡合。本发明通过设置测具和模拟行进台，并将测距安装于农机底盘，再试农机在模拟行进台上模拟行进，能够真实还原农机自动驾驶工作的环境和场景；其中，通过设置基准器、标靶器和辅助测距器，利用激光测距和测角原理分别对车辆偏转角度和车辆与障碍物之间的距离进行反复测算和标定，使标定的数据更加准确，提高了车辆定位功能和避障能力的测算精度。

Description

一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置

技术领域

本发明属于农机车辆检测技术领域，特别是涉及一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置。

背景技术

现有的农机自动驾驶技术中，车辆的定位是较为重要的一个环节；定位内容包括车身的偏转角度和与障碍物之间的距离等；为了提高农机中定位系统和避障系统的精准度，通常需要借助外部的辅助标定设施对其进行标定和测算；如发明专利(CN212259097U)所公开的一种双标靶式自动驾驶辅助系统标定装置，虽然其避免了来回移动车辆增加测算标定负担的现象，但在实际标定过程中反而会出现测算标定精度低的问题，同时在进行多次测算与标定时，会增加工作量，浪费人力物力；因此，为解决上述的问题，我们设计一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置，解决现有的自动驾驶辅助系统标定装置测算标定精度低、增大工作量的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置，包括测具和模拟行进台，其中测具安装于农机表面，农机在模拟行进台上方模拟行进，所述测具包括基准器、辅助测障器、标靶器和两个安装板，其中两个所述安装板均固定安装于农机底盘，基准器与安装板旋转轴接，标靶器与安装板固定轴接；所述基准器、辅助测障器和标靶器相互电性连接；在安装测具时，需将基准器、辅助测障器和标靶器安装于同一竖直基准面内，即保持基准器与标靶器的连线与农机中轴线平行；

所述模拟行进台为“山”形台结构，其中部为基准靶台，基准靶台相对两侧均设置为行进槽；所述基准靶台上表面开设有若干基准滑槽，基准器相对两侧面均铰接有限位杆，限位杆下端轴接有滚轮，且滚轮延伸至基准滑槽内部并与其滚动卡合；其中限位杆为伸缩杆结构，两限位杆同时卡合，能够在农机车身发生偏转时使基准器始终与基准滑槽保持平行；与此同时，标靶器随农机车身偏转，其与基准器之间的偏角即为农机车身偏转角度；所述模拟行进台内设驱动电机，且基准器与驱动电机电性连接；所述基准器一侧面栓接有测距笔，另一侧面栓接有量角笔，标靶器一侧面栓接有量角板，且量角板与量角笔相互配合；所述辅助测障器上表面安装有辅助笔，且辅助笔与测距笔相互配合；

其中，所述量角笔、测距笔和辅助笔均为激光笔；所述量角板为弧形板结构，其内侧弧面焊接有光敏电阻，且正对量角笔的激光发射头，所述基准靶台内部安装有若干电动液压缸，且电动液压缸与驱动电机电性连接；所述电动液压缸的输出轴上端面焊接有测障板，测障板表面设置有光敏电阻，且延伸至基准靶台的上方；上述结构中，量角板在接收量角笔发射的激光时，能够利用对应位点的光敏电阻对应记录电位变化，从而记录偏转角度；电动液压缸的输出轴为模拟障碍物，在带动测障板上升时，测距笔和辅助笔同时照射测障板，测距原理同前述量角原理，但此时利用的是激光强度随光线传播距离而变化的规律，其中测距笔测算与障碍物之间的直线距离，辅助笔测出直线距离后，再通过勾股定理计算得出水平距离。

进一步地，所述基准靶台内部轴承连接有若干行进滚轴，行进滚轴与驱动电机的输出轴通过齿轮联动配合，且行进滚轴相对两端均延伸并轴接于行进槽内侧面；若干所述行进滚轴之间安装有两条行进履带；两条所述行进履带分别设置于两个行进槽内部。

进一步地，所述辅助测障器上表面栓接有调节电机，所述调节电机一表面栓接有安装架，且辅助笔一端与安装架铰接，其铰接轴周侧面焊接有从动齿轮；所述调节电机的输出轴一端面焊接有驱动齿轮，且驱动齿轮与从动齿轮啮合；其中调节电机能够利用齿轮联动结构带动辅助器进行旋转折叠成不同的角度，以便对同一障碍位点进行多次测算减小误差。

进一步地，所述基准器与标靶器之间电性连接有控制面板；所述控制面板与农机自动驾驶系统控制器电性连接，同时与驱动电机电性连接；其中控制面板内设数模转换芯片，其内部包括含有前述量角原理和测具计算公式的程序；在农机模拟行进时，驱动电机同时启动配合农机行进。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置测具和模拟行进台，并将测距安装于农机底盘，再试农机在模拟行进台上模拟行进，能够真实还原农机自动驾驶工作的环境和场景；其中，通过设置基准器、标靶器和辅助测距器，利用激光测距和测角原理分别对车辆偏转角度和车辆与障碍物之间的距离进行反复测算和标定，使标定的数据更加准确，提高了车辆定位功能和避障能力的测算精度。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明的一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置的前侧结构示意图；

图2为图1中A部分的局部展示图；

图3为图1中B部分的局部展示图；

图4为本发明的一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置的后侧结构示意图；

图5为图4中C部分的局部展示图；

图6为本发明的一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置的主视图；

图7为图6中剖面D-D的结构示意图；

图8为图7中E部分的局部展示图；

图9为图8中剖面F-F的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、模拟行进台；2、基准器；3、辅助测障器；4、标靶器；5、安装板；101、基准靶台；102、行进槽；1011、基准滑槽；201、限位杆；202、滚轮；203、测距笔；204、量角笔；401、量角板；301、辅助笔；103、行进滚轴；104、行进履带；105、电动液压缸；1051、测障板；302、调节电机；303、安装架；304、从动齿轮；3021、驱动齿轮；6、控制面板。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-9所示，本发明为一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置，包括测具和模拟行进台1，其中测具安装于农机表面，农机在模拟行进台1上方模拟行进，测具包括基准器2、辅助测障器3、标靶器4和两个安装板5，其中两个安装板5均固定安装于农机底盘，基准器2与安装板5旋转轴接，标靶器4与安装板5固定轴接；基准器2、辅助测障器3和标靶器4相互电性连接；在安装测具时，需将基准器2、辅助测障器3和标靶器4安装于同一竖直基准面内，即保持基准器2与标靶器4的连线与农机中轴线平行；

模拟行进台1为“山”形台结构，其中部为基准靶台101，基准靶台101相对两侧均设置为行进槽102；基准靶台101上表面开设有若干基准滑槽1011，基准器2相对两侧面均铰接有限位杆201，限位杆201下端轴接有滚轮202，且滚轮202延伸至基准滑槽1011内部并与其滚动卡合；其中限位杆201为伸缩杆结构，两限位杆201同时卡合，能够在农机车身发生偏转时使基准器2始终与基准滑槽保持平行；与此同时，标靶器4随农机车身偏转，其与基准器2之间的偏角即为农机车身偏转角度；模拟行进台1内设驱动电机，且基准器2与驱动电机电性连接；基准器2一侧面栓接有测距笔203，另一侧面栓接有量角笔204，标靶器4一侧面栓接有量角板401，且量角板401与量角笔204相互配合；辅助测障器3上表面安装有辅助笔301，且辅助笔301与测距笔203相互配合；

其中，量角笔204、测距笔203和辅助笔301均为激光笔；量角板401为弧形板结构，其内侧弧面焊接有光敏电阻，且正对量角笔204的激光发射头，基准靶台101内部安装有若干电动液压缸105，且电动液压缸105与驱动电机电性连接；电动液压缸105的输出轴上端面焊接有测障板1051，测障板1051表面设置有光敏电阻，且延伸至基准靶台101的上方；上述结构中，量角板401在接收量角笔204发射的激光时，能够利用对应位点的光敏电阻对应记录电位变化，从而记录偏转角度；电动液压缸105的输出轴为模拟障碍物，在带动测障板1051上升时，测距笔203和辅助笔301同时照射测障板1051，测距原理同前述量角原理，但此时利用的是激光强度随光线传播距离而变化的规律，其中测距笔203测算与障碍物之间的直线距离，辅助笔301测出直线距离后，再通过勾股定理计算得出水平距离。

优选地，基准靶台101内部轴承连接有若干行进滚轴103，行进滚轴103与驱动电机的输出轴通过齿轮联动配合，且行进滚轴103相对两端均延伸并轴接于行进槽102内侧面；若干行进滚轴103之间安装有两条行进履带104；两条行进履带104分别设置于两个行进槽102内部。

优选地，辅助测障器3上表面栓接有调节电机302，调节电机302一表面栓接有安装架303，且辅助笔301一端与安装架303铰接，其铰接轴周侧面焊接有从动齿轮304；调节电机302的输出轴一端面焊接有驱动齿轮3021，且驱动齿轮3021与从动齿轮304啮合；其中调节电机302能够利用齿轮联动结构带动辅助器301进行旋转折叠成不同的角度，以便对同一障碍位点进行多次测算减小误差。

优选地，基准器2与标靶器4之间电性连接有控制面板6；控制面板6与农机自动驾驶系统控制器电性连接，同时与驱动电机电性连接；其中控制面板6内设数模转换芯片，其内部包括含有前述量角原理和测具计算公式的程序；在农机模拟行进时，驱动电机同时启动配合农机行进。

实施例：

在本发明中标定装置实际使用时，控制面板6接入农机自动驾驶系统中的控制中心，能够控制农机的行进，因此在模拟运行和测障时，如农机在测障和测距时出现故障导致农机难以停止行进避障，控制面板6可通过同时控制农机的自动驾驶系统和驱动电机，使农机和行进履带104同时停机，保障安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置，包括测具和模拟行进台（1），其中测具安装于农机表面，农机在模拟行进台（1）上方模拟行进，其特征在于：所述测具包括基准器（2）、辅助测障器（3）、标靶器（4）和两个安装板（5），其中两个所述安装板（5）均固定安装于农机底盘，基准器（2）与安装板（5）旋转轴接，标靶器（4）与安装板（5）固定轴接；所述基准器（2）、辅助测障器（3）和标靶器（4）相互电性连接；在安装测具时，需将基准器（2）、辅助测障器（3）和标靶器（4）安装于同一竖直基准面内，即保持基准器（2）与标靶器（4）的连线与农机中轴线平行；

所述模拟行进台（1）为“山”形台结构，其中部为基准靶台（101），基准靶台（101）相对两侧均设置为行进槽（102）；所述基准靶台（101）上表面开设有若干基准滑槽（1011），基准器（2）相对两侧面均铰接有限位杆（201），限位杆（201）下端轴接有滚轮（202），且滚轮（202）延伸至基准滑槽（1011）内部并与其滚动卡合；所述模拟行进台（1）内设驱动电机，且基准器（2）与驱动电机电性连接；所述基准器（2）一侧面栓接有测距笔（203），另一侧面栓接有量角笔（204），标靶器（4）一侧面栓接有量角板（401），且量角板（401）与量角笔（204）相互配合；所述辅助测障器（3）上表面安装有辅助笔（301），且辅助笔（301）与测距笔（203）相互配合，

所述基准靶台（101）内部轴承连接有若干行进滚轴（103），行进滚轴（103）与驱动电机的输出轴通过齿轮联动配合，且行进滚轴（103）相对两端均延伸并轴接于行进槽（102）内侧面；若干所述行进滚轴（103）之间安装有两条行进履带（104）；两条所述行进履带（104）分别设置于两个行进槽（102）内部，

所述量角笔（204）、测距笔（203）和辅助笔（301）均为激光笔；所述量角板（401）为弧形板结构，其内侧弧面焊接有光敏电阻，且正对量角笔（204）的激光发射头。

2.根据权利要求1所述的一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置，其特征在于，所述基准靶台（101）内部安装有若干电动液压缸（105），且电动液压缸（105）与驱动电机电性连接；所述电动液压缸（105）的输出轴上端面焊接有测障板（1051），测障板（1051）表面设置有光敏电阻，且延伸至基准靶台（101）的上方。

3.根据权利要求2所述的一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置，其特征在于，所述辅助测障器（3）上表面栓接有调节电机（302），所述调节电机（302）一表面栓接有安装架（303），且辅助笔（301）一端与安装架（303）铰接，其铰接轴周侧面焊接有从动齿轮（304）；所述调节电机（302）的输出轴一端面焊接有驱动齿轮（3021），且驱动齿轮（3021）与从动齿轮（304）啮合。

4.根据权利要求3所述的一种双标靶式农机自动驾驶辅助系统标定装置，其特征在于，所述基准器（2）与标靶器（4）之间电性连接有控制面板（6）；所述控制面板（6）与农机自动驾驶系统控制器电性连接，同时与驱动电机电性连接。

Images