本发明涉及果园机械自动导航领域，具体涉及一种郁闭果园履带拖拉机组合导航系统。
背景技术：
我国是一个果业大国，果品种植面积和产量均居世界第一，其中仍有较多郁闭型果园，其特点是枝叶茂密，该类果业生产极大程度上依靠传统人工作业等落后的生产方式，生产效率低，亟需引入具有自主导航功能的智能农机装备，但是由于枝叶的遮挡，传统的gps导航系统定位不可靠，且由于郁闭果园环境复杂，单一传感器在郁闭果园导航存在一定的局限性。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供一种郁闭果园履带拖拉机组合导航系统。
本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种郁闭果园履带拖拉机组合导航系统，包括超宽带定位模块，惯性测量模块，导航线识别模块和控制模块。
所述的超宽带定位模块由安装在郁闭果园内的基站和安装在履带拖拉机上的标签组成，通过测量标签和基站之间的距离，利用三点定位的方法确定标签的位置，根据预定轨迹计算得到拖拉机偏离预定轨迹的横向偏差。
所述的惯性测量模块安装在履带拖拉机上，实时采集拖拉机的航向角信息，并根据预定轨迹的航向角计算得到航向角偏差。
所述的导航线识别模块由安装在履带拖拉机上的摄像头和dsp数字图像处理器组成，通过摄像头实时采集郁闭果园包含导航路径的图像，经dsp数字图像处理器提取种植线的中线作为导航线，根据摄像头标定参数和坐标转换关系，计算获取横向偏差和航向角偏差。
所述的控制模块将接收到的超宽带定位模块和导航线识别模块的横向偏差进行数据融合，将接收到的惯性测量模块和导航线识别模块的航向偏差进行数据融合，得到融合后的横向偏差和航向偏差，然后根据这两个参数进行模糊控制决策，控制电磁阀的开闭时间从而控制履带拖拉机的行走与转向，从而实现郁闭果园内履带拖拉机自主导航控制。
本发明的有益效果为：
根据本发明，采用多个传感器同时感知郁闭果园内的复杂环境，克服了郁闭果园内使用单一传感器精度不足的问题，提高了导航的稳定性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明中郁闭果园履带拖拉机组合导航系统结构示意图。
图2为本发明中郁闭果园履带拖拉机组合导航系统超宽带定位模块结构示意图。
图3为本发明中郁闭果园履带拖拉机组合导航系统导航线识别模块结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释说明：
如图1所示，本发明涉及一种郁闭果园履带拖拉机组合导航系统，包括超宽带定位模块，惯性测量模块，导航线识别模块和控制模块。
如图2所示，超宽带定位模块由安装在郁闭果园内的基站和安装在履带拖拉机上的标签组成，利用电磁波从标签传播到基站的时间来确定标签和基站之间的距离，通过测量标签到三个不同基站的距离，利用三点定位的方法确定标签的位置，根据履带拖拉机在郁闭果园的预定行走轨迹，计算得到拖拉机偏离预定行走轨迹的横向偏差，并发送给控制模块。
惯性测量模块安装在履带拖拉机上，实时采集拖拉机的航向角信息，并根据预定行走轨迹的航向角计算得到航向角偏差，并发送给控制模块。
如图3所示，导航线识别模块由安装在履带拖拉机上的摄像头和dsp数字图像处理器组成，通过摄像头实时采集郁闭果园包含导航路径的图像，经dsp数字图像处理器灰度化、图像去噪、阈值分割、形态学处理后得到果树的树干信息，根据树干底部中点信息，利用最小二乘法拟合出两侧果树的种植线，将提取的种植线的中线作为导航线，根据摄像头标定参数和图像坐标系与机体坐标系之间的转换关系，计算获取横向偏差和航向角偏差，并发送给控制模块。
如图1所示，所述的控制模块利用卡尔曼滤波的方法将接收到的超宽带定位模块和导航线识别模块的横向偏差进行数据融合，将接收到的惯性测量模块和导航线识别模块的航向偏差进行数据融合，得到融合后的横向偏差和航向偏差，然后根据这两个参数进行模糊控制决策，输出相应的电压控制电磁阀，并控制电磁阀的开闭时间从而控制履带拖拉机的行走与转向，从而实现郁闭果园内履带拖拉机自主导航控制。
上面以具体实施例予以说明本发明的结构及工作原理，本发明并不局限于以上实施例，根据上述的说明内容，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。