基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，包括進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，該操作平臺(tái)還包括通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行通信的遙操作系統(tǒng)；遙操作系統(tǒng)包括遙操作計(jì)算機(jī)、用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械所處環(huán)境與狀態(tài)的圖形顯示裝置、用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的操縱裝置，其中，遙操作計(jì)算機(jī)與圖形顯示裝置、操縱裝置均通信互聯(lián)，同時(shí)遙操作計(jì)算機(jī)與農(nóng)業(yè)機(jī)械通信互聯(lián)。本實(shí)用新型將遙操作技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，在并不顯著增加農(nóng)業(yè)機(jī)械的成本的前提下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操縱，有利于自主式農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化程度的提高，能夠有力地推進(jìn)中國(guó)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)人口眾多，但近年來(lái)農(nóng)業(yè)人口不斷減少，為了適應(yīng)這種社會(huì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，目前多采用操作人員駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行作業(yè)的方式，但是當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械在大面積家庭農(nóng)場(chǎng)或國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)內(nèi)耕作、種植、植?；蚴斋@時(shí)，駕駛員經(jīng)常因長(zhǎng)時(shí)間工作而疲憊，會(huì)影響作業(yè)質(zhì)量與作業(yè)效率。而完全自主的農(nóng)業(yè)機(jī)械將因傳感器、執(zhí)行器與控制單元的增加而大大增加成本，且因農(nóng)業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性與非結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械的自主性受到了限制，行駛與作業(yè)的安全性不能得到保證。
[0003]遙操作模式就是將機(jī)器智能與人的高級(jí)智能和快速反應(yīng)能力相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到較高的作業(yè)質(zhì)量和效率。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從實(shí)踐中逐步認(rèn)識(shí)并明確，在追求智能化時(shí)應(yīng)該利用并發(fā)揮人類(lèi)與機(jī)器各自的長(zhǎng)處，人與機(jī)器共同作用、共同協(xié)作采取“人機(jī)交互、人機(jī)結(jié)合”的方法，才能使機(jī)器向更加智能的目標(biāo)發(fā)展，但是目前遙操作技術(shù)主要被應(yīng)用在航空及醫(yī)療領(lǐng)域，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域仍然未進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)建。
[0004]為了適應(yīng)這種農(nóng)業(yè)人口不斷減少、農(nóng)田規(guī)模化經(jīng)營(yíng)日益明顯的農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種能夠?qū)r(nóng)業(yè)機(jī)械的行駛與作業(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與操控，而并不顯著增加農(nóng)業(yè)機(jī)械的成本的基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供了一種對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的行駛與作業(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與操控、成本較低的基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)。本實(shí)用新型將遙操作技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，在并不顯著增加農(nóng)業(yè)機(jī)械的成本的前提下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操縱，有利于自主式農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化程度的提高，能夠有力地推進(jìn)中國(guó)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，包括進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，還包括通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行通信的遙操作系統(tǒng)；
[0008]所述遙操作系統(tǒng)包括遙操作計(jì)算機(jī)、用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械所處環(huán)境與狀態(tài)的圖形顯示裝置、用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的操縱裝置，所述遙操作計(jì)算機(jī)分別與圖形顯示裝置、操縱裝置通信。
[0009]優(yōu)選的，所述操縱裝置包括方向盤(pán)，所述方向盤(pán)的輸出軸末端連接有路感電機(jī)及方向盤(pán)轉(zhuǎn)角力矩傳感器，所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角力矩傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)控制器與遙操作計(jì)算機(jī)通信，所述路感電機(jī)的信號(hào)輸入端通過(guò)控制器與遙操作計(jì)算機(jī)通信。
[0010]進(jìn)一步的，所述農(nóng)業(yè)機(jī)械上設(shè)置有用于采集所處環(huán)境與自身狀態(tài)數(shù)據(jù)的探測(cè)裝置，探測(cè)裝置包括視覺(jué)探測(cè)裝置、狀態(tài)探測(cè)裝置、為操作人員提供路感的力探測(cè)裝置，所述探測(cè)裝置通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)通信。
[0011]進(jìn)一步的，所述視覺(jué)探測(cè)裝置包括設(shè)置在農(nóng)業(yè)機(jī)械上正前方的前置攝像頭、設(shè)置在農(nóng)業(yè)機(jī)械頂部的頂置攝像頭，所述前置攝像頭、頂置攝像頭均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)通?目。
[0012]進(jìn)一步的，所述狀態(tài)探測(cè)裝置包括在農(nóng)業(yè)機(jī)械上安裝的用于獲取運(yùn)行時(shí)車(chē)速的光電編碼器、用于獲取運(yùn)行時(shí)航向與位姿的數(shù)字羅盤(pán)與陀螺儀;光電編碼器、數(shù)字羅盤(pán)與陀螺儀均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)通信。
[0013]進(jìn)一步的，所述力探測(cè)裝置包括設(shè)置在車(chē)輪上的輪力傳感器和/或設(shè)在方向盤(pán)輸出軸上的轉(zhuǎn)向阻力矩傳感器，輪力傳感器、轉(zhuǎn)向阻力矩傳感器均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)通?目。
[0014]進(jìn)一步的，所述遙操作計(jì)算機(jī)內(nèi)置有控制農(nóng)業(yè)機(jī)械車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制模塊、用于實(shí)時(shí)環(huán)境遠(yuǎn)程顯示的圖形顯示模塊、用于對(duì)實(shí)時(shí)環(huán)境進(jìn)行圖像處理的圖像處理模塊、用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信的通信控制模塊、用于對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊；
[0015]遙操作計(jì)算機(jī)中的圖像處理模塊、圖形顯示模塊通過(guò)通信控制模塊與視覺(jué)探測(cè)裝置通信;遙操作計(jì)算機(jī)中的運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)通信控制模塊與力探測(cè)裝置通信;遙操作計(jì)算機(jī)中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)通信控制模塊與狀態(tài)探測(cè)裝置通信。
[0016]進(jìn)一步的，所述農(nóng)業(yè)機(jī)械中內(nèi)置有水溫計(jì)、油溫計(jì)、燃油量計(jì)、播種量計(jì)和/或施肥量計(jì)和/或噴藥量計(jì);所述水溫計(jì)、油溫計(jì)、燃油量計(jì)、播種量計(jì)和/或施肥量計(jì)和/或噴藥量計(jì)均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)通信。
[0017]進(jìn)一步的，所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)為36、46、6?1^、'\￥丨;1^中的任一種。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0019]I)本實(shí)用新型將操作人員智能融入自主式農(nóng)業(yè)機(jī)械控制的最高層，使操作者的控制指令與農(nóng)業(yè)機(jī)械自主控制指令在控制系統(tǒng)中進(jìn)行融合，具體的，操作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)預(yù)判斷后給出遙操作指令，遙操作計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后與遙操作指令進(jìn)行協(xié)調(diào)，然后控制農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行自主運(yùn)作，進(jìn)一步提高自主式農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能水平、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械適應(yīng)復(fù)雜多變的農(nóng)業(yè)環(huán)境的能力，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的自主性能與智能化程度。
[0020]2)本實(shí)用新型遙操作系統(tǒng)向遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)送包括車(chē)輛的目標(biāo)速度與目標(biāo)航向、圖像數(shù)據(jù)設(shè)定標(biāo)志與其它附件控制如發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/熄火指令的命令數(shù)據(jù);農(nóng)業(yè)機(jī)械端發(fā)送至遙操作端的數(shù)據(jù)主要包括車(chē)輛位姿、車(chē)輛狀態(tài)、視頻數(shù)據(jù)等，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的交換，操作人員可通過(guò)顯示屏實(shí)時(shí)了解大田中農(nóng)業(yè)機(jī)械所處環(huán)境、運(yùn)行狀態(tài)、作業(yè)狀態(tài)等，并根據(jù)自己的感知、知識(shí)、判斷與決策，再通過(guò)遙操作計(jì)算機(jī)輸出指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的遠(yuǎn)程操縱。
[0021]3)本實(shí)用新型通過(guò)視覺(jué)探測(cè)裝置讓操作人員直接觀察到機(jī)械所處的農(nóng)田環(huán)境，并通過(guò)圖像處理增強(qiáng)視覺(jué)場(chǎng)景;狀態(tài)探測(cè)裝置讓操作人員實(shí)時(shí)了解農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作狀態(tài)(速度、位姿等)；而力探測(cè)裝置則讓操作人員感受到遠(yuǎn)端農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)田土壤的相互作用力，從而更好地操縱農(nóng)業(yè)機(jī)械。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)示圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型農(nóng)業(yè)機(jī)械的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)示圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型操縱裝置的簡(jiǎn)式圖。
[0025]圖中標(biāo)注符號(hào)的含義如下:
[0026]10-遙操作計(jì)算機(jī)11-操縱裝置110-方向盤(pán)
[0027]111-路感電機(jī) 112-方向盤(pán)轉(zhuǎn)角力矩傳感器
[0028]113-控制器12-圖形顯示裝置
[0029]20-農(nóng)業(yè)機(jī)械 21-視覺(jué)探測(cè)裝置 210-前置攝像頭
[0030]211-頂置攝像頭 22-狀態(tài)探測(cè)裝置 23-力探測(cè)裝置
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0032]如圖1所示，為一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，包括進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械20，還包括通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與農(nóng)業(yè)機(jī)械20進(jìn)行通信的遙操作系統(tǒng);遙操作系統(tǒng)包括遙操作計(jì)算機(jī)10、用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械所處環(huán)境與狀態(tài)的圖形顯示裝置12、用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的操縱裝置11，遙操作計(jì)算機(jī)10分別與圖形顯示裝置12、操縱裝置11通信。
[0033]如圖3所示，操縱裝置11包括方向盤(pán)110，方向盤(pán)110的輸出軸末端連接有路感電機(jī)111及方向盤(pán)轉(zhuǎn)角力矩傳感器112，方向盤(pán)轉(zhuǎn)角力矩傳感器112的信號(hào)輸出端通過(guò)控制器113與遙操作計(jì)算機(jī)10通信，路感電機(jī)111的信號(hào)輸入端通過(guò)控制器113與遙操作計(jì)算機(jī)10通
?目O
[0034]同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械20上設(shè)置有用于采集所處環(huán)境與自身狀態(tài)數(shù)據(jù)的探測(cè)裝置，探測(cè)裝置包括視覺(jué)探測(cè)裝置21、狀態(tài)探測(cè)裝置22、為操作人員提供路感的力探測(cè)裝置23，探測(cè)裝置通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)10通信。
[0035]如圖2所示，視覺(jué)探測(cè)裝置21包括設(shè)置在農(nóng)業(yè)機(jī)械上正前方的前置攝像頭210、設(shè)置在農(nóng)業(yè)機(jī)械頂部的頂置攝像頭211，前置攝像頭210、頂置攝像頭211均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)10通信。
[0036]狀態(tài)探測(cè)裝置22包括在農(nóng)業(yè)機(jī)械20上安裝的用于獲取運(yùn)行時(shí)車(chē)速的光電編碼器、用于獲取運(yùn)行時(shí)航向與位姿的數(shù)字羅盤(pán)與陀螺儀;光電編碼器、數(shù)字羅盤(pán)與陀螺儀均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)10通信。
[0037]力探測(cè)裝置23包括設(shè)置在車(chē)輪上的輪力傳感器和/或設(shè)在方向盤(pán)輸出軸上的轉(zhuǎn)向阻力矩傳感器，輪力傳感器、轉(zhuǎn)向阻力矩傳感器均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)10通信。
[0038]遙操作計(jì)算機(jī)10內(nèi)置有控制農(nóng)業(yè)機(jī)械車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制模塊、用于實(shí)時(shí)環(huán)境遠(yuǎn)程顯示的圖形顯示模塊、用于對(duì)實(shí)時(shí)環(huán)境進(jìn)行圖像處理的圖像處理模塊、用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信的通信控制模塊、用于對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊;遙操作計(jì)算機(jī)10中的圖像處理模塊、圖形顯示模塊通過(guò)通信控制模塊與視覺(jué)探測(cè)裝置21通信;遙操作計(jì)算機(jī)10中的運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)通信控制模塊與力探測(cè)裝置23通信;遙操作計(jì)算機(jī)10中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)通信控制模塊與狀態(tài)探測(cè)裝置22通信。
[0039]本實(shí)用新型中無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)為36、46、6?1?、￥丨打中的任一種。
[0040]作為改進(jìn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械20中內(nèi)置有水溫計(jì)、油溫計(jì)、燃油量計(jì)；水溫計(jì)、油溫計(jì)、燃油量計(jì)均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)10通信，以獲取拖拉機(jī)工作時(shí)的水溫、油溫與燃油余量等信息。
[0041 ] 農(nóng)業(yè)機(jī)械20還可內(nèi)置GPS傳感器、激光雷達(dá)傳感器，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中的多傳感器融合技術(shù)進(jìn)行自主導(dǎo)航;在作業(yè)環(huán)境并不復(fù)雜的情況下，操作人員未給出人工指令的時(shí)段農(nóng)業(yè)機(jī)械20可自主導(dǎo)航，當(dāng)給出人工指令后，農(nóng)業(yè)機(jī)械20根據(jù)遙操作計(jì)算機(jī)10的輸出指令給出相應(yīng)動(dòng)作；
[0042]還可改造使遙操作的農(nóng)業(yè)機(jī)械20具有遙控點(diǎn)火、熄火、制動(dòng)功能;改造原機(jī)農(nóng)機(jī)具升降操縱裝置實(shí)現(xiàn)電動(dòng)遙控升降，以監(jiān)控農(nóng)業(yè)自主作業(yè)機(jī)械，更好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱。
[0043]一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)的控制方法，包括以下步驟:
[0044]I)遙操作計(jì)算機(jī)10通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)獲取力探測(cè)裝置23采集的農(nóng)業(yè)機(jī)械20車(chē)輪力信號(hào)或轉(zhuǎn)向阻力矩信號(hào)；
[0045]2)遙操作計(jì)算機(jī)10通過(guò)控制器輸出指令給路感電機(jī)，使操作人員具有實(shí)際駕駛的路感；
[0046]3)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角力矩傳感器112將轉(zhuǎn)角與力矩信號(hào)輸出給控制器，控制器將信號(hào)輸出給遙操作計(jì)算機(jī)10，遙操作計(jì)算機(jī)10向農(nóng)業(yè)機(jī)械20提供控制反饋信號(hào)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械相應(yīng)的做出轉(zhuǎn)向動(dòng)作；
[0047]4)視覺(jué)探測(cè)裝置21的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞給通信控制模塊，經(jīng)遙操作計(jì)算機(jī)10進(jìn)行分析后，通過(guò)圖像處理模塊及圖形顯示模塊進(jìn)一步處理，最終在圖形顯示裝置12中還原出現(xiàn)場(chǎng)圖像；
[0048]5)狀態(tài)探測(cè)裝置22的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞給通信控制模塊，再經(jīng)遙操作計(jì)算機(jī)10進(jìn)行分析后，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊的處理，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械20的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
[0049]6)力探測(cè)裝置23的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞給通信控制模塊，再經(jīng)遙操作計(jì)算機(jī)10進(jìn)行分析后，通過(guò)控制器113輸出指令至路感電機(jī)111，使操縱人員具有駕駛的路感，操縱人員根據(jù)路感操縱方向盤(pán)110，再經(jīng)運(yùn)動(dòng)控制模塊的處理，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械20輸出操作指令從而轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)機(jī)械20的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。
[0050]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程作出如下的進(jìn)一步說(shuō)明。
[0051 ]結(jié)合圖1、2、3，農(nóng)業(yè)機(jī)械20上的正前方裝有前置攝像頭210，獲取農(nóng)業(yè)機(jī)械20正前方一定范圍內(nèi)的農(nóng)田環(huán)境圖像信息后，該圖像信息可以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)機(jī)械20進(jìn)行視覺(jué)自主導(dǎo)航;農(nóng)業(yè)機(jī)械20上方安裝有頂置攝像機(jī)211 (為全景攝像機(jī)，如魚(yú)眼攝像頭)，獲取農(nóng)業(yè)機(jī)械20周?chē)霓r(nóng)田環(huán)境信息后，特別是周?chē)欠裼衅渌鳂I(yè)機(jī)械、莊稼、人、電線(xiàn)桿(架)等障礙物，操作人員根據(jù)所獲取的環(huán)境信息進(jìn)行路徑規(guī)劃、避障、調(diào)頭等。這兩部分視頻圖像信息(即視覺(jué)探測(cè)裝置21采集到的信息)與其它的諸如運(yùn)行狀態(tài)、作業(yè)狀態(tài)的信息(即狀態(tài)探測(cè)裝置22、力探測(cè)裝置23采集到的信息)一起以TCP/IP通信協(xié)議傳輸至遙操作系統(tǒng)，經(jīng)遙操作計(jì)算機(jī)10處理后反饋至圖形顯示裝置12，操作人員根據(jù)顯示圖像可直觀地感知農(nóng)業(yè)機(jī)械周?chē)h(huán)境及正前方待作業(yè)區(qū)環(huán)境，同時(shí)可以對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行感知并監(jiān)控，待需要人的智能參與時(shí)操作操縱裝置11的方向盤(pán)110，操縱裝置11再將該操作指令傳遞給遙操作計(jì)算機(jī)10進(jìn)行計(jì)算分析，最后經(jīng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞至農(nóng)業(yè)機(jī)械20做出相應(yīng)的輸出動(dòng)作指令。
[0052]其中，視覺(jué)探測(cè)裝置21傳遞的信息讓操作人員直接觀察到機(jī)械所處的農(nóng)田環(huán)境，并通過(guò)圖像處理增強(qiáng)視覺(jué)場(chǎng)景;狀態(tài)探測(cè)裝置22傳遞的信息讓操作人員實(shí)時(shí)了解農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作狀態(tài)(速度、位姿等)，而力探測(cè)裝置23傳遞的信息則讓操作人員感受到遠(yuǎn)端農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)田土壤的相互作用力，從而更好地操縱農(nóng)業(yè)機(jī)械。
[0053]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，包括進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械(20)，其特征在于:還包括通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與農(nóng)業(yè)機(jī)械(20)進(jìn)行通信的遙操作系統(tǒng)； 所述遙操作系統(tǒng)包括遙操作計(jì)算機(jī)(10)、用于顯示農(nóng)業(yè)機(jī)械所處環(huán)境與狀態(tài)的圖形顯示裝置(12)、用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的操縱裝置(11)，所述遙操作計(jì)算機(jī)(10)分別與圖形顯示裝置(12)、操縱裝置(11)通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，其特征在于:所述操縱裝置(11)包括方向盤(pán)(110)，所述方向盤(pán)(110)的輸出軸末端連接有路感電機(jī)(111)及方向盤(pán)轉(zhuǎn)角力矩傳感器(112)，所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角力矩傳感器(112)的信號(hào)輸出端通過(guò)控制器(113)與遙操作計(jì)算機(jī)(10)通信，所述路感電機(jī)(111)的信號(hào)輸入端通過(guò)控制器(113)與遙操作計(jì)算機(jī)(10)通信。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，其特征在于:所述農(nóng)業(yè)機(jī)械(20)上設(shè)置有用于采集所處環(huán)境與自身狀態(tài)數(shù)據(jù)的探測(cè)裝置，探測(cè)裝置包括視覺(jué)探測(cè)裝置(21)、狀態(tài)探測(cè)裝置(22)、為操作人員提供路感的力探測(cè)裝置(23)，所述探測(cè)裝置通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)(1)通信。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，其特征在于:所述視覺(jué)探測(cè)裝置(21)包括設(shè)置在農(nóng)業(yè)機(jī)械上正前方的前置攝像頭(210)、設(shè)置在農(nóng)業(yè)機(jī)械頂部的頂置攝像頭(211)，所述前置攝像頭(210)、頂置攝像頭(211)均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)(10)通信。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，其特征在于:所述狀態(tài)探測(cè)裝置(22)包括在農(nóng)業(yè)機(jī)械(20)上安裝的用于獲取運(yùn)行時(shí)車(chē)速的光電編碼器、用于獲取運(yùn)行時(shí)航向與位姿的數(shù)字羅盤(pán)與陀螺儀;光電編碼器、數(shù)字羅盤(pán)與陀螺儀均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)(10)通信。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，其特征在于:所述力探測(cè)裝置(23)包括設(shè)置在車(chē)輪上的輪力傳感器和/或設(shè)在方向盤(pán)輸出軸上的轉(zhuǎn)向阻力矩傳感器，輪力傳感器、轉(zhuǎn)向阻力矩傳感器均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)(10)通信。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，其特征在于:所述遙操作計(jì)算機(jī)(10)內(nèi)置有控制農(nóng)業(yè)機(jī)械車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制模塊、用于實(shí)時(shí)環(huán)境遠(yuǎn)程顯示的圖形顯示模塊、用于對(duì)實(shí)時(shí)環(huán)境進(jìn)行圖像處理的圖像處理模塊、用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信的通信控制模塊、用于對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊； 遙操作計(jì)算機(jī)(10)中的圖像處理模塊、圖形顯示模塊通過(guò)通信控制模塊與視覺(jué)探測(cè)裝置(21)通信;遙操作計(jì)算機(jī)(10)中的運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)通信控制模塊與力探測(cè)裝置(23)通信;遙操作計(jì)算機(jī)(10)中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)通信控制模塊與狀態(tài)探測(cè)裝置(22)通信。8.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，其特征在于:所述農(nóng)業(yè)機(jī)械(20)中內(nèi)置有水溫計(jì)、油溫計(jì)、燃油量計(jì)、播種量計(jì)和/或施肥量計(jì)和/或噴藥量計(jì);所述水溫計(jì)、油溫計(jì)、燃油量計(jì)、播種量計(jì)和/或施肥量計(jì)和/或噴藥量計(jì)均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與遙操作計(jì)算機(jī)(10)通信。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙操作控制平臺(tái)，其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)為36、46、6?1?、￥丨打中的任一種。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK205507418SQ201620297918
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】薛金林, 張欣欣, 范博文, 衛(wèi)瑤瑤
【申請(qǐng)人】南京農(nóng)業(yè)大學(xué)