CN114228626A - 自动驾驶控制系统、农业运输设备及其运输方法 - Google Patents

自动驾驶控制系统、农业运输设备及其运输方法 Download PDF

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CN114228626A CN202111555080.3A CN202111555080A CN114228626A CN 114228626 A CN114228626 A CN 114228626A CN 202111555080 A CN202111555080 A CN 202111555080A CN 114228626 A CN114228626 A CN 114228626A
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agricultural
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马增武
荆毅
于祥涛
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Abstract

本申请涉及一种自动驾驶控制系统、农业运输设备及其运输方法，自动驾驶控制系统包括：环境感知模块、定位导航模块、决策控制模块以及执行模块。农业运输设备包括底盘模组，底盘模组的至少部分可运动地设置；支架结构，支架结构包括承载支架和安装在承载支架上的安装支架，承载支架设置在底盘模组上；载台，载台设置在承载支架上，以用于承载物料；其中，自动驾驶系统设置在支架结构上，以控制底盘模组运动，实现感知、定位导航，进而实现农业运输设备的自动驾驶。本申请实施例解决了现有技术中的农业运输工具效率较低、智能化水平差的问题。

Description

自动驾驶控制系统、农业运输设备及其运输方法
技术领域
本申请涉及农业自动驾驶领域，具体而言，涉及一种自动驾驶控制系统、农业运输设备及其运输方法。
背景技术
目前，大田、果园温室种植是农场农业生产中最重要的组成部分，传统的种植业的农业生产资料的运输和移动设备的搭载大都依靠人工手动或人工操作机器完成，存在作业效率低、人工成本高、工作强度大等缺点。
由于传统农田、果园等农场厂房、道路、水、电、温室等基础条件差，以及无线通讯基站和传感器等装备布置基础设施简陋，工作环境恶劣，机器人还无法进入以取代人力工作，无法实现农业劳动力的彻底解放。
随着大数据、人工智能、物联网和机器人等信息技术的发展，无人农场成为未来智慧农业一种全新生产作业模式，通过对农场路况、地形、架设通讯基站等基础设施的升级改造，以机器人取代人的场景越来越变成现实。
目前，市场能够用于自动导航、精准定位、路径规划、智能避障的农业领域的无人运输机器人比较少或者方案不够成熟。因此，现有的农业运输工具存在农场作业的效率低，人工成本较低，人的工作强度较大，安全性较高，智能化程度较低的问题。
另外，现有技术中的无人运输机器人的环境感知或导航模块等监测模块是分散设置的，多个监测模块的安装过程较为复杂，安装效率较低，并且，难以保证多个监测模块的安装稳定性。
发明内容
本申请实施例的主要目的在于提供一种自动驾驶控制系统、农业运输设备及其运输方法。，以解决现有技术中的农业运输工具的多个检测模块的安装过程较为复杂的问题。
为了实现上述目的，根据本申请实施例的一个方面，提供一种用于农业运输设备的自动驾驶控制系统，该系统包括环境感知模块、定位导航模块、决策控制模块以及执行模块，环境感知模块包括视觉模块、雷达模块，用于对农业运输设备周围环境数据进行采集后传输到决策控制模块；定位导航模块包括天线导航模块，用于实现农业运输设备的导航定位；决策控制模块包括主控制器，用于根据环境感知模块和/或定位导航模块数据对农业运输设备进行决策控制；执行模块包括底盘控制器，用于根据决策控制模块指令对农业运输设备进行控制。
更进一步地，雷达模块包括超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达。
更进一步地，天线导航模块包括GNSS天线、接收机、DTU数据传输单元。
另外，本申请提供一种农业运输设备，采用本申请的自动驾驶控制系统，农业运输设备包括：底盘模组，底盘模组的至少部分可运动地设置；支架结构，支架结构包括承载支架和安装在承载支架上的安装支架，承载支架设置在底盘模组上；载台，载台设置在承载支架上，以用于承载物料；自动驾驶控制系统控制底盘模组运动；雷达模块的激光雷达和天线导航模块均安装在安装支架上。
更进一步地，安装支架由多个杆体拼接而成；和/或安装支架包括由多个杆体依次连接形成的支架主体，支架主体为弯折状，支架主体的首端和尾端均与承载支架固定连接。
更进一步地，激光雷达设置在支架主体的顶部；和/或天线导航模块设置在激光雷达的下方；和/或支架主体围成朝向承载支架的支撑腔体，天线导航模块设置在支架主体的远离支撑腔体的一侧。
更进一步地，天线导航模块为多个，多个天线导航模块设置在载台的上方并沿载台的周向布置。
更进一步地，安装支架包括：第一横梁，激光雷达设置在第一横梁上；第一立柱，第一立柱位于第一横梁的下方；第二横梁，第二横梁设置在第一立柱上，天线导航模块设置在第二横梁上。
更进一步地，第一立柱和第二横梁均为多个，多个第一立柱和多个第二横梁一一对应地设置；多个第一立柱沿载台的周向布置。
更进一步地，第一立柱和第二横梁均为两个，两个第二横梁的第一端与相应的第一立柱连接，两个第二横梁的第二端朝向相互远离的方向延伸。
更进一步地，安装支架还包括：第一支撑梁，第一支撑梁的一端与第一横梁连接，第一支撑梁的第二端与第一立柱连接；其中，第一支撑梁位于激光雷达的视场角之外；和/或第三横梁和第二支撑梁，第三横梁的一端与第一立柱连接，第三横梁的另一端与承载支架连接；第二支撑梁的一端与第三横梁的一端连接，第二支撑梁的另一端与承载支架连接。
更进一步地，承载支架包括：相对设置的底座框架和顶框；多个第二立柱，多个第二立柱设置在底座框架和顶框之间，各个第二立柱的一端与顶框的边角部连接，各个第二立柱的另一端与底座框架的边角部连接。
更进一步地，承载支架还包括：第三立柱，第三立柱设置在相邻两个第二立柱之间，第三立柱平行于第二立柱；和/或连接支架，连接支架设置在顶框上，视觉模块安装在连接支架上。
更进一步地，承载支架包括：外罩板，外罩板设置在承载支架的外周侧，雷达模块的超声波雷达沿外罩板的周向设置；和/或支撑底板，支撑底板设置在承载支架的底部，支撑底板和底盘模组通过第一紧固件连接。
更进一步地，定位导航模块还包括：惯导装置，承载支架上设置有具有凹槽的固定块，惯导装置设置在固定块的凹槽内。
更进一步地，视觉模块设置在承载支架上；雷达模块的毫米波雷达设置在承载支架上，毫米波雷达和视觉模块位于承载支架的同一侧，毫米波雷达位于承载支架的下方。
更进一步地，载台为槽型结构，槽型结构的槽口朝上设置；和/或主控制器与底盘控制器连接；和/或农业运输设备包括路由器，路由器设置在承载支架上；和/或载台位于承载支架的顶部，载台的外周缘凸出于承载支架的外周缘。
更进一步地，底盘模组包括：底座支架，底座支架上设置有前轮和后轮；前轮驱动模块和后轮驱动模块，前轮驱动模块和后轮驱动模块均设置在底座支架上，前轮驱动模块与前轮驱动连接，后轮驱动模块与后轮驱动连接；其中，底盘控制器设置在底座支架上，底盘控制器与前轮驱动模块和后轮驱动模块均连接。
另外，本申请还提供一种用于实现农业运输设备自动驾驶的运输方法，适用于本申请的农业运输设备，运输方法包括：主控制器获取路径信息；当农业运输设备位于室外时，主控制器接收环境感知模块数据；当农业运输设备位于室内时，主控制器接收环境感知模块数据和天线导航模块数据；主控制器控制农业运输设备的底盘模块运动实现自动驾驶。
应用本申请实施例的技术方案，实现了如下技术效果：
(1)本申请实施例的一种用于农业运输设备的自动驾驶控制系统包括毫米波雷达、超声波雷达、视觉模块、天线导航模块等，通过多种传感器的融合，无论在室内还是室外都能实现自动导航、精准定位、路径规划、智能避障等功能，完成运输工作，以此减少监测盲区，提高了避障效果，提高农业运输设备的安全性，从而达到减少人的工作强度，解决了现有技术中的农业运输工具效率较低的问题。
(2)本申请实施例中的农业运输设备的激光雷达和天线导航模块均安装在一体结构的安装支架上，这样，可以统一将激光雷达和天线导航模块安装在安装支架上，以使激光雷达、天线导航模块与安装支架组合为一体，简化了安装过程，提高了安装效率，解决了现有技术中的农业运输工具的多个监测模块的安装过程较为复杂的问题。并且，本方案采用特有的安装支架结构，使得天线导航模块设置在激光雷达的侧下方，从而处于激光雷达的水平视场角范围外，防止其对激光雷达的检测产生干扰或阻挡，这种安装方式可以保证激光雷达、天线导航模块的安装稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，本申请实施例的示意性实施例及其说明用于解释本申请实施例，并不构成对本申请实施例的不当限定。
在附图中：
图1示出了根据本申请的农业运输设备的实施例的第一个视角的结构示意图；
图2示出了根据本申请的农业运输设备的实施例的底盘模组的结构示意图；
图3示出了根据本申请的农业运输设备的实施例的支架结构的结构示意图；
图4示出了根据本申请的农业运输设备的实施例的底盘模组的结构示意图；以及
图5示出了根据本申请的农业运输设备的实施例的控制系统原理图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、底盘模组；11、底盘控制器；12、底座支架；121、前轮；122、后轮；13、前轮驱动模块；14、后轮驱动模块；15、电池；
20、支架结构；
200、安装支架；220、支架主体；221、支撑腔体；201、第一横梁；202、第二横梁；203、第一立柱；204、第一支撑梁；205、第三横梁；206、第二支撑梁；21、承载支架；210、载台；211、底座框架；212、顶框；2121、第一连接梁；213、第二立柱；214、第三立柱；215、连接支架；2151、第一安装梁；2152、第二安装梁；216、外罩板；217、支撑底板；218、固定块；
30、自动驾驶控制系统；31、激光雷达；311、激光雷达固定支架；32、天线导航模块；321、GNSS天线；322、天线固定支架；323、接收机；324、DTU数据传输单元；33、视觉模块；331、摄像头固定支架；332、双目摄像头；34、惯导装置；35、超声波雷达；36、毫米波雷达；40、主控制器；41、控制器固定支架；50、路由器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请实施例。
本申请的一种用于农业运输设备的自动驾驶控制系统包括环境感知模块、定位导航模块、决策控制模块以及执行模块，其中环境感知模块包括视觉模块、雷达模块，用于对农业运输设备周围环境数据进行采集后传输到决策控制模块；定位导航模块包括天线导航模块，用于实现农业运输设备的导航定位；决策控制模块包括主控制器，用于根据环境感知模块和/或定位导航模块数据对农业运输设备进行决策控制；执行模块包括底盘控制器，用于根据决策控制模块指令对运输设备进行控制。
具体而言，请参考图1至图4，本申请实施例提供了一种农业运输设备，包括：底盘模组10，底盘模组10的至少部分可运动地设置；支架结构20，支架结构20包括承载支架21和安装在承载支架21上的安装支架200，承载支架21设置在底盘模组10上；载台210，载台210设置在承载支架21上，以用于承载物料；自动驾驶控制系统30，自动驾驶控制系统30设置在支架结构20上，以控制底盘模组10运动，通过环境感知模块和定位导航模块，实现环境感知、导航定位，从而实现自动驾驶；激光雷达31和天线导航模块32均安装在安装支架200上；其中，该农业运输设备的结构沿长度方向具有纵向对称面A，沿宽度方向具有横向对称面B。
而本申请实施例提供的农业运输设备包括底盘模组10、支架结构20、安装支架200，其中，底盘模组10的至少部分可运动地设置；支架结构20包括承载支架21和安装在承载支架21上的安装支架200，且承载支架21设置在底盘模组10上，载台210设置在承载支架21上，载台210位于承载支架21的顶部，并且载台210的外周缘凸出于承载支架21的外周缘，用于承载物料。优选地，载台210设置为长方槽型，中间位平面四边凸起，以保证运输的物料不易脱落。
激光雷达31和天线导航模块32均安装在安装支架200上；其中，安装支架200为一体结构。本申请实施例通过自动驾驶控制系统30控制底盘模组10运动，通过环境感知模块和定位导航模块，以对农业运输设备进行环境感知、定位和导航。这样，通过农业运输设备上设置的自动驾驶系统实现了自动导航、精准定位、路径规划、智能避障等功能，完成运输工作，从而达到减少人的工作强度，提高了安全性，解决了现有技术中的农业运输工具效率较低的问题。
优选地，安装支架200由多个杆体拼接而成；和/或安装支架200包括由多个杆体依次连接形成的支架主体220，支架主体220为弯折状，支架主体220的首端和尾端均与承载支架21固定连接。
如图1所示，激光雷达31设置在支架主体220的顶部；和/或天线导航模块32设置在激光雷达31的下方；和/或支架主体220围成朝向承载支架21的支撑腔体221，天线导航模块32设置在支架主体220的远离支撑腔体221的一侧。
具体地，激光雷达31至少具有一定的水平视场角(Vertical FOV)，水平视场角可为15度、30度或45度等，优选地，天线导航模块32设置在激光雷达31的侧下方，从而处于激光雷达31的水平视场角范围之外，防止其对激光雷达31的检测产生干扰或阻挡。
在本发明的实施例中，安装支架200与承载支架21为一体结构；和/或支架结构20由多个杆体焊接而成；和/或支架结构20由多个管体拼接而成。
具体地，一体结构是经过一体成型形而成的一个整体结构，或者由多个独立部件连接(固定连接或可活动连接)形成的一个整体结构。优选地，本发明的支架结构20由多个杆体焊接成一体结构。
本申请实施例中的农业运输设备的激光雷达31和天线导航模块32均安装在一体结构的安装支架200上，这样，可以统一将激光雷达31和天线导航模块32安装在安装支架200上，以使激光雷达31、天线导航模块32与安装支架200组合为一体，简化了安装过程，提高了安装效率，解决了现有技术中的农业运输工具的多个检测模块的安装过程较为复杂的问题；并且，这种安装方式可以保证激光雷达31、天线导航模块32的安装稳定性。
优选地，激光雷达31主要用于室内定位，天线导航模块32主要用于室外定位，实时定位农业农业运输设备的位置信息。这样，农业运输设备通过激光雷达31和天线导航模块32既能实现室外定位工作，又能实现室内定位工作，解决了农业运输设备工作适应多场景的问题。
和/或天线导航模块32为多个，多个天线导航模块32设置在载台210的上方并沿载台210的周向布置。
优选地，天线导航模块32为GNSS导航模块，其中，天线导航模块32包括天线固定支架322和GNSS天线321。
在本申请实施例的实施例中，如图3所示，安装支架200包括：第一横梁201，第一横梁201位于安装支架200的最高位置，且激光雷达31设置在第一横梁201上，第一横梁201的上端面和侧面各开有两个贯通的圆孔，用于固定激光雷达31；第一立柱203，第一立柱203位于第一横梁201的下方；第二横梁202，第二横梁202设置在第一立柱203上，天线导航模块32设置在第二横梁202上。
如图1和图4所示，其中，激光雷达31包括激光雷达固定支架311，激光雷达31通过激光雷达固定支架311固定在第一横梁201上，即激光雷达31设置在整个安装支架200的最上方，这样，能在保持精度的同时，只用一个激光雷达31就能满足要求，节省了成本。
如图3所示，第一立柱203和第二横梁202均为多个，多个第一立柱203和多个第二横梁202一一对应地设置；多个第一立柱203沿载台210的周向布置。
具体地，第一立柱203和第二横梁202均为两个，各个第二横梁202的第一端与相应的第一立柱203连接，两个第二横梁202的第二端朝向相互远离的方向延伸。
其中，两个第二横梁202用于方便固定天线固定支架322，GNSS天线321固定安装在天线固定支架322上。
此外，安装支架200还包括：第一支撑梁204，第一支撑梁204的一端与第一横梁201连接，第一支撑梁204的第二端与第一立柱203连接；其中，第一支撑梁204位于激光雷达31的视场角之外；和/或第三横梁205和第二支撑梁206，第三横梁205的一端与第一立柱203连接，第三横梁205的另一端与承载支架21连接；第二支撑梁206的一端与第三横梁205的一端连接，第二支撑梁206的另一端与承载支架21连接。具体地，第三横梁205和第二支撑梁206均位于激光雷达31的视场角之外。
在本申请实施例的实施例中，承载支架21包括：相对设置的底座框架211和顶框212；多个第二立柱213，多个第二立柱213设置在底座框架211和顶框212之间，各个第二立柱213的一端与顶框212的边角部连接，各个第二立柱213的另一端与底座框架211的边角部连接。
具体地，第二支撑梁206的一端与第三横梁205的一端的底面固定连接，或者，第二支撑梁206的一端与第三横梁205的远离顶框212的一侧的底面固定连接，并形成一定的角度。优选地，第二支撑梁206和第三横梁205之间的夹角为45°，以保证整个框体结构的强度。并且，第一立柱203的内侧面与第一支撑梁204焊接，并且，第一立柱203和第一支撑梁204之间呈钝角，比如120°或135°。优选地，第一立柱203和第一支撑梁204之间的夹角为135°。
具体地，承载支架21还包括：第三立柱214，第三立柱214设置在相邻两个第二立柱213之间，第三立柱214平行于第二立柱213；和/或连接支架215，连接支架215设置在顶框212上，视觉模块33安装在连接支架215上。
其中，如图3所示，顶框212包括第一连接梁2121，第一连接梁2121的侧面分别开有两个通孔，且通孔左右对称布置，用于固定连接支架215。
优选地，第三横梁205与第三立柱214之间垂直设置，第二支撑梁206的一端与第三横梁205的一端连接，第二支撑梁206的另一端与承载支架21的第三立柱214连接，第二支撑梁206与第三立柱214之间的夹角为45°，以保证整个框架结构的强度。
优选地，视觉模块33包括双目摄像头332和摄像头固定支架331，双目摄像头332安装在摄像头固定支架331上。
进一步地，连接支架215包括：第一安装梁2151和第二安装梁2152，第一安装梁2151为两个，两个第一安装梁2151相对设置，第一连接梁2121侧面的两个通孔用于安装两个第一安装梁2151，第二安装梁2152用于连接两个第一安装梁2151。其中，第二安装梁2152的侧面设有两个关于纵向对称面A对称的通孔，以通过第二安装梁2152侧面的两个通孔来安装摄像头固定支架331。
具体地，承载支架21包括：外罩板216，外罩板216设置在承载支架21的外周侧；和/或支撑底板217，支撑底板217设置在承载支架21的底部，支撑底板217和底盘模组10通过第一紧固件连接。
优选地，底座框架211和顶框212均为长方形，底座框架211和顶框212均依次由四根方通管焊接而成，且每根方通管都开有若干与支撑底板217的螺纹孔连接的圆孔，通过螺栓使底座框架211与支撑底板217固定连接。
优选地，上述支架结构20均由方通管焊接而成，该结构强度高，质量轻，同时，一体化框架结构更便于安装和拆卸。
在本申请实施例的实施例中，根据需求，将承载支架21设计为左右对称的框体结构，且由长度不一方通管焊接而成，既能保证整体结构的强度，又能极大的减轻质量，从而增加农业运输设备的负载能力、续航能力及整体结构协调美观性。
在本申请实施例的实施例中，自动驾驶控制系统30包括：惯导装置34，承载支架21上设置有具有凹槽的固定块218，惯导装置34设置在固定块218的凹槽内。
其中，多个超声波雷达35设置在承载支架21上，每个超声波雷达35都与主控制器40连接，优选地，超声波雷达35分别布置在承载支架21的前、后、左、右侧面的外罩板216上，且每个侧面各安装有2个超声波雷达35，根据超声波雷达35的探测性能，按一定的安装间距和距地面安装高度进行布置，以减少探测盲区，达到最佳探测效果。
进一步地，在底座支架12的上端面中心处通过螺栓连接有固定块218，固定块218开有螺纹孔并设置成凹型槽形状，以便于和惯导装置34的安装。惯导装置34在工作过程中用于测量农业运输设备的姿态信息，包括俯仰角度、倾斜角度与侧滑角度。
在本申请实施例的实施例中，自动驾驶控制系统30包括：视觉模块33，视觉模块33设置在承载支架21上；毫米波雷达36，毫米波雷达36设置在承载支架21上，毫米波雷达36和视觉模块33位于承载支架21的同一侧，毫米波雷达36位于承载支架21的下方，主要用于在其监测范围内感知农业运输设备周围是否有障碍物，进而将感知的信息反馈给主控制器40，从而自主分析是否需要避障。
具体地，视觉模块33包括双目摄像头332和摄像头固定支架331，优选地，摄像头固定支架331为L型支架，摄像头固定支架331包括第一连接板和第二连接板，第一连接板和第二连接板中的一个开有两个孔以使螺钉或螺栓通过摄像头固定支架331和第二安装梁2152上的通孔将摄像头固定支架331固定在承载支架21的前侧面上端(即固定在第二安装梁2152上)；第一连接板和第二连接板中的另一个用于安装双目摄像头332；其中，双目摄像头332与主控制器40连接，在工作过程中，以便双目摄像头332将检测的图像数据传输给主控制器40。
进一步地，在毫米波雷达36的布置有视觉模块33的正下方，直接固定安装在承载支架21的靠近前轮121的一侧的外罩板216上，且与主控制器40连接，进行数据传输通讯。
优选地，毫米波雷达36距离地面的安装高度为0.3m～0.8m之间。
如图1和图4所示，载台210为槽型结构，槽型结构的槽口朝上设置；底盘模组10包括底盘控制器11，主控制器40与底盘控制器11连接；和/或农业运输设备包括路由器50，路由器50设置在承载支架21上；和/或载台210位于承载支架21的顶部，载台210的外周缘凸出于承载支架21的外周缘。
其中，路由器50用于进行WIFI信号和4G信号的接收和传输，以实现通讯。
如图4所示，在惯导装置34后方向布置有主控制器40，主控制器40通过控制器固定支架41连接在底座支架12上。主控制器40还与底盘控制器11连接，如图5所示，主控制器40作为整个农业农业运输设备中央处理单元与各个模块可以互相通讯。优选地，天线导航模块32为两个，通过天线固定支架322将各GNSS天线321分别安装在安装支架200的对称分布的第二横梁202上。具体地，天线导航模块32还包括接收机323和DTU数据传输单元324，GNSS天线321用于接收4G信号，并将接收到的4G信号传输给接收机323，再通过DTU数据传输单元324进行串口转换，转换成主控制器40能够接收的信号，从而实现天线导航模块32与主控制器40之间的通讯。
具体地，激光雷达31与主控制器40连接，进行数据传输通讯。
如图2所示，底盘模组10包括：底座支架12，底座支架12上设置有前轮121和后轮122；前轮驱动模块13和后轮驱动模块14，其中，前轮驱动模块13实现车体转向，后轮驱动模块14实现车体动力驱动；前轮驱动模块13和后轮驱动模块14均设置在底座支架12上，前轮驱动模块13与前轮121驱动连接，后轮驱动模块14与后轮122驱动连接；其中，底盘控制器11设置在底座支架12上，底盘控制器11与前轮驱动模块13和后轮驱动模块14均连接。
此外，底盘模组10还包括电池15，优选地，电池15的额定电压为24V。
本申请实施例通过毫米波雷达36、超声波雷达35、视觉模块33等多种传感器的融合，解决了现有技术中采用传感器单一，监测盲区大的问题，本方案能够有效减少监测盲区，提高避障效果，提高农业运输设备的安全性。
如图5所示，本申请实施例提供了一种运输方法，适用于上述中的农业运输设备，运输方法包括：获取路径信息；根据路径信息，控制农业运输设备的底盘模块运动；利用农业运输设备的自动驾驶控制系统30中的环境感知模块和定位导航模块，对农业运输设备进行定位和导航以及环境感知，从而实现自动驾驶。
在本申请实施例的第一个实施例中，农业运输设备处于室外场景运输作业模式，当农业运输设备的载台210装满运输物料后，先在云平台在云端将农场目的地的路径信息指令通过4G服务器传到农业运输设备上的路由器50，以实现通讯，同时将该路径信息传输给天线导航模块32以实现导航，然后传输给主控制器40，路径信息除了可以通过云平台、4G服务器传输外，还可以通过Andriod平板等移动终端设备直接通过WIFI传送，主控制器40接收并进行分析计算，下发指令给底盘控制器11，底盘控制器11在接收指令后，分别控制前轮驱动模块13和后轮驱动模块14，使农业运输设备开始工作，在运输作业过程中，由超声波雷达35、天线导航模块32、视觉模块33、毫米波雷达36等实施监测，将监测到的信息反馈给主控制器40，通过主控制器40的控制来完成自主导航、定位、路径规划、避障等动作，最终达到目的地。
在本申请实施例的第二个实施例中，农业运输设备处于室内场景运输作业模式，此时天线导航模块32由于信号弱，无法实现实时定位，在运输作业过程中，由超声波雷达35、激光雷达31、双目摄像头332、毫米波雷达36等实施监测，将监测到的信息反馈给主控制器40，通过主控制器的控制来完成自主导航、定位、路径规划、避障等动作，最终达到目的地。
如图5所示，图中云平台、4G服务器、Andriod平板这些属于农场基础配套设施，并不属于农业运输设备本身系统机构。
以上所述仅为本申请实施例的优选实施例而已，并不用于限制本申请实施例，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种用于农业运输设备的自动驾驶控制系统，该系统包括环境感知模块、定位导航模块、决策控制模块以及执行模块，其特征在于：所述环境感知模块包括视觉模块、雷达模块，用于对农业运输设备周围环境数据进行采集后传输到所述决策控制模块；所述定位导航模块包括天线导航模块，用于实现农业运输设备的导航定位；所述决策控制模块包括主控制器，用于根据所述环境感知模块和/或定位导航模块数据对农业运输设备进行决策控制；所述执行模块包括底盘控制器，用于根据所述决策控制模块指令对农业运输设备进行控制。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统，其特征在于，所述雷达模块包括超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统，其特征在于，所述天线导航模块包括GNSS天线、接收机、DTU数据传输单元。
4.一种农业运输设备，采用所述权利要求1-3任意一项所述的自动驾驶控制系统，其特征在于，农业运输设备包括：底盘模组，所述底盘模组的至少部分可运动地设置；支架结构，所述支架结构包括承载支架和安装在所述承载支架上的安装支架，所述承载支架设置在所述底盘模组上；载台，所述载台设置在所述承载支架上，以用于承载物料；
所述自动驾驶控制系统控制所述底盘模组运动；所述雷达模块的激光雷达和所述天线导航模块均安装在所述安装支架上。
5.根据权利要求4所述的农业运输设备，其特征在于，所述安装支架由多个杆体拼接而成；和/或所述安装支架包括由多个杆体依次连接形成的支架主体，所述支架主体为弯折状，所述支架主体的首端和尾端均与所述承载支架固定连接。
6.根据权利要求5所述的农业运输设备，其特征在于，所述激光雷达设置在所述支架主体的顶部；和/或所述天线导航模块设置在所述激光雷达的下方；和/或所述支架主体围成朝向所述承载支架的支撑腔体，所述天线导航模块设置在所述支架主体的远离所述支撑腔体的一侧。
7.根据权利要求4所述的农业运输设备，其特征在于，所述天线导航模块为多个，多个所述天线导航模块设置在所述载台的上方并沿所述载台的周向布置。
8.根据权利要求4所述的农业运输设备，其特征在于，所述安装支架包括：第一横梁，所述激光雷达设置在所述第一横梁上；第一立柱，所述第一立柱位于所述第一横梁的下方；第二横梁，所述第二横梁设置在所述第一立柱上，所述天线导航模块设置在所述第二横梁上。
9.根据权利要求8所述的农业运输设备，其特征在于，所述第一立柱和所述第二横梁均为多个，多个所述第一立柱和多个所述第二横梁一一对应地设置；多个所述第一立柱沿所述载台的周向布置。
10.根据权利要求8所述的农业运输设备，其特征在于，所述第一立柱和所述第二横梁均为两个，两个所述第二横梁的第一端与相应的所述第一立柱连接，两个所述第二横梁的第二端朝向相互远离的方向延伸。
11.根据权利要求8所述的农业运输设备，其特征在于，所述安装支架还包括：第一支撑梁，所述第一支撑梁的一端与所述第一横梁连接，所述第一支撑梁的第二端与所述第一立柱连接；其中，所述第一支撑梁位于所述激光雷达的视场角之外；和/或第三横梁和第二支撑梁，所述第三横梁的一端与所述第一立柱连接，所述第三横梁的另一端与所述承载支架连接；所述第二支撑梁的一端与所述第三横梁的一端连接，所述第二支撑梁的另一端与所述承载支架连接。
12.根据权利要求4至11中任一项所述的农业运输设备，其特征在于，所述承载支架包括：相对设置的底座框架和顶框；多个第二立柱，所述多个第二立柱设置在所述底座框架和所述顶框之间，各个所述第二立柱的一端与所述顶框的边角部连接，各个所述第二立柱的另一端与所述底座框架的边角部连接。
13.根据权利要求12所述的农业运输设备，其特征在于，所述承载支架还包括：第三立柱，所述第三立柱设置在相邻两个所述第二立柱之间，所述第三立柱平行于所述第二立柱；和/或连接支架，所述连接支架设置在所述顶框上，所述视觉模块安装在所述连接支架上。
14.根据权利要求4至11中任一项所述的农业运输设备，其特征在于，所述承载支架包括：外罩板，所述外罩板设置在所述承载支架的外周侧，所述雷达模块的超声波雷达沿所述外罩板的周向设置；和/或支撑底板，所述支撑底板设置在所述承载支架的底部，所述支撑底板和所述底盘模组通过第一紧固件连接。
15.根据权利要求4至11中任一项所述的农业运输设备，其特征在于，所述定位导航模块还包括：惯导装置，所述承载支架上设置有具有凹槽的固定块，所述惯导装置设置在所述固定块的凹槽内。
16.根据权利要求4至11中任一项所述的农业运输设备，其特征在于，所述视觉模块设置在所述承载支架上；所述雷达模块的毫米波雷达设置在所述承载支架上，所述毫米波雷达和所述视觉模块位于所述承载支架的同一侧，所述毫米波雷达位于所述承载支架的下方。
17.根据权利要求4至11中任一项所述的农业运输设备，其特征在于，所述载台为槽型结构，所述槽型结构的槽口朝上设置；和/或所述主控制器与所述底盘控制器连接；和/或农业运输设备包括路由器，所述路由器设置在所述承载支架上；和/或所述载台位于所述承载支架的顶部，所述载台的外周缘凸出于所述承载支架的外周缘。
18.根据权利要求4至11中任一项所述的农业运输设备，其特征在于，所述底盘模组包括：底座支架，所述底座支架上设置有前轮和后轮；前轮驱动模块和后轮驱动模块，所述前轮驱动模块和所述后轮驱动模块均设置在所述底座支架上，所述前轮驱动模块与所述前轮驱动连接，所述后轮驱动模块与所述后轮驱动连接；其中，所述底盘控制器设置在所述底座支架上，所述底盘控制器与所述前轮驱动模块和后轮驱动模块均连接。
19.一种用于实现农业运输设备自动驾驶的运输方法，适用于权利要求4至18中任一项所述的农业运输设备，其特征在于，所述运输方法包括：主控制器获取路径信息；当所述农业运输设备位于室外时，所述主控制器接收环境感知模块数据；当所述农业运输设备位于室内时，所述主控制器接收环境感知模块数据和天线导航模块数据；所述主控制器控制所述农业运输设备的底盘模块运动实现自动驾驶。
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