CN221163077U - 一种面向无人驾驶的集群分布式农用车 - Google Patents
一种面向无人驾驶的集群分布式农用车 Download PDFInfo
- Publication number
- CN221163077U CN221163077U CN202323625076.7U CN202323625076U CN221163077U CN 221163077 U CN221163077 U CN 221163077U CN 202323625076 U CN202323625076 U CN 202323625076U CN 221163077 U CN221163077 U CN 221163077U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cluster
- trolley
- vehicle
- module
- agricultural
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 3
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 208000028752 abnormal posture Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，包括主控车和集群小车，主控车上搭载有上位机平台，集群小车上搭载有下位机平台；本实用新型通过在主控车内搭载多辆集群小车，实现对农用车的集群化分布式设计，将传统农业作业过程中的一车多次作业转变为多车一次作业，由于集群车体积小，使得工作环境变得更加广泛，既可用在露天的农田环境中多车集群化工作，又可少车集群化工作于农用大棚等环境受限的场景，一定程度上提高了农业作业效率，并降低了设备使用成本，制得广泛推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人集群机器人技术领域，尤其涉及一种面向无人驾驶的集群分布式农用车。
背景技术
随着我国农业生产力及生产水平的提升，传统农业耕作模式已无法适应现代农业发展需求，目前，中国农业机械化已经进入稳定发展期，但我国农业机械化和农机装备产业落后，特别是农机科技创新能力不强，农业装备受工作环境影响较大，缺少智能农业设备的协同工作，集群机器人的灵感来源于自然界的自组织系统，例如社交昆虫，鱼类或鸟群，它们都是基于简单本地交互规则的涌现性群体行为，集群机器人对该行为进行研究并提取出了工程原理，从而构建具有类似性能的多机器人系统，但我国对于集群应用还停留在相当受限的领域中。
从核心市场来看，我国为全球主要的农业无人车消费市场之一，且对农业无人车的需求也在稳步增加，从农耕人口来看，我国人口不断向城市迁移，大面积土地无人耕种，土地资源浪费严重，从现有农业设备来看，传统农机设备并不适用于受限环境中，集群智能体农业设备应用于未来农业是必然趋势，因此，本实用新型提出一种面向无人驾驶的集群分布式农用车用以解决现有技术中存在的问题。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提出一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，解决目前的农业作业过程中单一作业的大型农机设备效率较低，而采购多个设备成本又过高，以及大型农业设备无法工作在狭小环境，由于部分果蔬需在大棚栽培，而大棚入口小，植间距窄，传统农机设备使用受限的问题。
为了实现本实用新型的目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，包括主控车和集群小车，所述主控车上搭载有上位机平台，所述集群小车上搭载有下位机平台，所述主控车包括主控车体、控制模块、执行模块和监控模块，所述集群小车上安装有GPS与北斗导航模块和深度相机，所述主控车体由独立悬挂车轮、车厢和箱门构成，所述集群小车装载于车厢内部，所述集群小车由整车车身和升降模块构成，所述整车车身下部装配有行走车轮，所述升降模块可拆卸安装于整车车身的尾部。
进一步改进在于：所述主控车的车厢尾部搭载大扭矩舵机并控制箱门起放，所述集群小车通过打开的箱门自主驶出主控车。
进一步改进在于：所述集群小车正常行驶时升降模块处于收缩状态，所述集群小车工作时升降模块处于拉伸状态，所述升降模块上还搭载有末端执行器。
进一步改进在于：所述集群小车上还装配有转向舵机、速度编码器、IMU姿态传感器、电压传感器和无线传输模块，所述集群小车通过无线传输模块接收主控车下达的指令。
进一步改进在于：所述控制模块和监控模块利用ROS分布式通信机制，实现对集群小车的分布式控制。
进一步改进在于：所述集群小车结合ROS操作系统实现单独个体的全局路径规划，并根据当前路况生成实时行进的本地路径规划。
本实用新型的有益效果为：本实用新型包括主控车和集群小车，通过在主控车内搭载多辆集群小车，实现对农用车的集群化分布式设计，将传统农业作业过程中的一车多次作业转变为多车一次作业，由于集群车体积小，使得工作环境变得更加广泛，既可用在露天的农田环境中多车集群化工作，又可少车集群化工作于农用大棚等环境受限的场景，一定程度上提高了农业作业效率，并降低了设备使用成本，制得广泛推广应用。
附图说明
图1是本实用新型的集群分布式农用车整体结构示意图；
图2是本实用新型的主控车整体结构示意图；
图3是本实用新型的集群小车整结构示意图；
图4是本实用新型的主控车和集群小车通讯机制示意图。
其中：1、主控车；2、集群小车；101、主控车体；102、独立悬挂车轮；103、车厢；104、箱门；201、整车车身；202、升降模块；203、行走车轮。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例对本实用新型做进一步详述，本实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。
本实施例中的主控车1和集群小车2在控制系统上类似，均包括底盘控制模块、人机之间的通信模块；
底盘控制模块：车底盘采用四驱控制，均使用直流无刷电机，利用软件算法控制电机驱动器驱动芯片工作，进而控制车体运动；
人机之间的通信模块：当主控车1与集群小车2均在一区域无线网络中时，可以实现上位机平台对各个无人车的控制。
根据图1、图2、图3、图4所示，本实施例提供了一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，包括主控车1和集群小车2，其中主控车1承担着下发指令和搬运集群小车2的工作，主控车1上搭载有上位机平台，集群小车2上搭载有下位机平台，主控车1包括主控车体101和安装于主控车体101上的控制模块、执行模块和监控模块，控制模块和监控模块利用ROS分布式通信机制，实现对集群小车2的分布式控制，各集群小车2上安装有GPS与北斗导航模块和深度相机，不但能够结合ROS操作系统实现单独个体的全局路径规划，也可以根据当前路况生成实时行进的本地路径规划，通讯机制如下图4所示，主控车体101由四个独立悬挂车轮102、足以装载数量至少四个集群小车2的车厢103和安装于车厢103尾部的箱门104构成，其中车厢103高度为1.5米，宽度为1.2米，集群小车2装载于车厢103内部，集群小车2采用模块化结构设计并由整车车身201和升降模块202构成，其中整车车身101的长度为0.8米，宽度为0.5米，整车车身201下部装配有行走车轮203，升降模块202可拆卸安装于整车车身201的尾部。
主控车1的车厢103尾部搭载大扭矩舵机并控制箱门104起放，集群小车2通过打开的箱门104自主驶出主控车1，进一步提高无人作业程度。
集群小车2正常行驶时升降模块202处于收缩状态，确保集群小车运行正常，集群小车2工作时升降模块202处于拉伸状态，完成主控车1下达的指令，升降模块202上还搭载有不同的末端执行器，使得不同的集群小车在同一时间执行不同的工作。
集群小车2上还装配有转向舵机、速度编码器、IMU姿态传感器、电压传感器和无线传输模块，集群小车2通过无线传输模块接收主控车1下达的指令。
本实施例中每个集群小车2都是独立的个体，能够同时进行工作，也可以通过上位机平台对集群小车2进行协同控制，使集群凝聚成一个整体，因此，模块化设计的集群分布式农用车具有很高的可替换性，工作时主控车1搭载若干集群小车2行驶至目的地，打开车厢103尾部的箱门104，并给集群小车2下达指令使其依次驶出车厢103，行至主控车1预先划分的工作区域后开始工作。
基于分布式控制方法，每个独立的集群小车2都需在linux系统中搭载ROS，任务开始前，分别修改不同集群小车2控制器中的/etc/hosts文件，并在该文件中加入需要数据交互个体的IP地址和计算机名，配置完毕后通过ping命令测试通信网络知否正常，其次，在主控车1的上位机平台配置IP地址，目的是实现与集群小车2的通讯，再配置各集群小车2的IP地址，上述操作完成后即可命令集群小车2开始工作。
主控车1的上位机平台需要具备具有实时性、定位精度、分布式异构以及对无人车姿态异常做检测的平台，围绕这些特性搭建相应的模块功能，集群小车在实际行驶过程中要考虑前进、后退、加速度和转向角度，在实际工作场景中，还需要考虑到车与车之间的安全距离，基于这些特性，需要设定一个简单协同工作方法：首先，对所有集群小车2赋予初始状态，每一辆集群小车2都与上位机平台建立数据链路通信，实时进行数据收发，其次，提前设置好轨迹策略,给多辆集群小车2发送不同的控制指令,进行实时状态回传和监测,以便集群小车2在异常情况下及时停止运行，集群小车2搭建的下位机平台需考虑转向舵机、速度编码器、IMU姿态传感器、电压传感器和无线传输等模块的功能，根据实际需求还可增加蓝牙遥控模块和OLED显示模块。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，其特征在于：包括主控车和集群小车，所述主控车上搭载有上位机平台，所述集群小车上搭载有下位机平台，所述主控车包括主控车体、控制模块、执行模块和监控模块，所述集群小车上安装有GPS与北斗导航模块和深度相机，所述主控车体由独立悬挂车轮、车厢和箱门构成，所述集群小车装载于车厢内部，所述集群小车由整车车身和升降模块构成，所述整车车身下部装配有行走车轮，所述升降模块可拆卸安装于整车车身的尾部。
2.根据权利要求1所述的一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，其特征在于：所述主控车的车厢尾部搭载大扭矩舵机并控制箱门起放，所述集群小车通过打开的箱门自主驶出主控车。
3.根据权利要求1所述的一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，其特征在于：所述集群小车正常行驶时升降模块处于收缩状态，所述集群小车工作时升降模块处于拉伸状态，所述升降模块上还搭载有末端执行器。
4.根据权利要求1所述的一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，其特征在于：所述集群小车上还装配有转向舵机、速度编码器、IMU姿态传感器、电压传感器和无线传输模块，所述集群小车通过无线传输模块接收主控车下达的指令。
5.根据权利要求1所述的一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，其特征在于：所述控制模块和监控模块利用ROS分布式通信机制，实现对集群小车的分布式控制。
6.根据权利要求1所述的一种面向无人驾驶的集群分布式农用车，其特征在于：所述集群小车结合ROS操作系统实现单独个体的全局路径规划，并根据当前路况生成实时行进的本地路径规划。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202323625076.7U CN221163077U (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种面向无人驾驶的集群分布式农用车 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202323625076.7U CN221163077U (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种面向无人驾驶的集群分布式农用车 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN221163077U true CN221163077U (zh) | 2024-06-18 |
Family
ID=91532202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202323625076.7U Active CN221163077U (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种面向无人驾驶的集群分布式农用车 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN221163077U (zh) |
-
2023
- 2023-12-29 CN CN202323625076.7U patent/CN221163077U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102393744B (zh) | 一种无人驾驶汽车的导航方法 | |
| Xu et al. | A modular agricultural robotic system (MARS) for precision farming: Concept and implementation | |
| CN110096748B (zh) | 一种基于车辆运动学模型的人-车-路模型建模方法 | |
| CN112684791A (zh) | 一种基于5g的无人驾驶物流车 | |
| CN110989545A (zh) | 基于云端平台农用无人车管理系统及方法 | |
| Xu et al. | Design and implementation of driving control system for autonomous vehicle | |
| CN109254545A (zh) | 一种多个无人农机车辆远程集中控制系统与方法 | |
| CN201965486U (zh) | 智能循迹小车 | |
| Zhou et al. | Optimization of autonomous driving state control of low energy consumption pure electric agricultural vehicles based on environmental friendliness | |
| CN221163077U (zh) | 一种面向无人驾驶的集群分布式农用车 | |
| CN110673610A (zh) | 一种基于ros的工厂agv路径规划方法 | |
| CN117068207B (zh) | 一种基于激光slam导航的车载控制系统 | |
| Bascetta et al. | Towards the implementation of a mpc-based planner on an autonomous all-terrain vehicle | |
| CN109283925A (zh) | 自走式高地隙拖拉机苗带识别与路径规划系统及实现方法 | |
| CN113219963A (zh) | 一种agv平台车双舵轮运动控制系统 | |
| CN105137979A (zh) | 双核中速六轮微微鼠冲刺控制器及其控制方法 | |
| CN110654386B (zh) | 弯道下多智能电动汽车协作式巡航纵横向综合控制方法 | |
| Weltzien et al. | SunBot: Autonomous nursing assistant for emission-free berry production, general concepts and framework | |
| Tan et al. | Design and development of a novel autonomous scaled multiwheeled vehicle | |
| Wang et al. | A low-cost tractor navigation system with changing speed adaptability | |
| CN109683611A (zh) | 一种面向无人车的运动控制器及其采用的控制方法 | |
| CN109542099B (zh) | 一种农机控制方法 | |
| Ismail et al. | Unmanned ground vehicle research platform for agricultural environment | |
| Du et al. | Research on navigation system of AMR based on ROS | |
| Borrero et al. | Fuzzy control strategy for the adjustment of the front steering angle of a 4WSD agricultural mobile robot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |