操作计算机10中的图像处理模块、图形显示模块通过通信控制模块与视觉探测装置21通信;遥操作计算机10中的运动控制模块通过通信控制模块与力探测装置23通信;遥操作计算机10中的状态监测模块通过通信控制模块与状态探测装置22通信。
[0046]本发明中无线网络为36、46、6?1?、￥丨打中的任一种。
[0047]作为改进，农业机械20中内置有水温计、油温计、燃油量计；水温计、油温计、燃油量计均通过无线网络与遥操作计算机10通信，以获取拖拉机工作时的水温、油温与燃油余量等信息。
[0048]农业机械20还可内置GPS传感器、激光雷达传感器，结合现有技术中的多传感器融合技术进行自主导航;在作业环境并不复杂的情况下，操作人员未给出人工指令的时段农业机械20可自主导航，当给出人工指令后，农业机械20根据遥操作计算机10的输出指令给出相应动作；
[0049]还可改造使遥操作的农业机械20具有遥控点火、熄火、制动功能;改造原机农机具升降操纵装置实现电动遥控升降，以监控农业自主作业机械，更好的实现远程操纵。
[0050]—种基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台的控制方法，包括以下步骤:[0051 ] I)遥操作计算机10通过无线网络获取力探测装置23采集的农业机械20车轮力信号或转向阻力矩信号；
[0052]2)遥操作计算机10通过控制器输出指令给路感电机，使操作人员具有实际驾驶的路感；
[0053]3)方向盘转角力矩传感器112将转角与力矩信号输出给控制器，控制器将信号输出给遥操作计算机10，遥操作计算机10向农业机械20提供控制反馈信号，使农业机械相应的做出转向动作；
[0054]4)视觉探测装置21的数据通过无线网络传递给通信控制模块，经遥操作计算机10进行分析后，通过图像处理模块及图形显示模块进一步处理，最终在图形显示装置12中还原出现场图像；
[0055]5)状态探测装置22的数据通过无线网络传递给通信控制模块，再经遥操作计算机10进行分析后，通过状态监测模块的处理，对农业机械20的工作状态进行实时监测；
[0056]6)力探测装置23的数据通过无线网络传递给通信控制模块，再经遥操作计算机10进行分析后，通过控制器113输出指令至路感电机111，使操纵人员具有驾驶的路感，操纵人员根据路感操纵方向盘110，再经运动控制模块的处理，对农业机械20输出操作指令从而转化为农业机械20的转向动作。
[0057]下面结合附图对本发明的实际应用过程作出如下的进一步说明。
[0058]结合图1、2、3，农业机械20上的正前方装有前置摄像头210，获取农业机械20正前方一定范围内的农田环境图像信息后，该图像信息可以指导农业机械20进行视觉自主导航;农业机械20上方安装有顶置摄像机211 (为全景摄像机，如鱼眼摄像头)，获取农业机械20周围的农田环境信息后，特别是周围是否有其他作业机械、庄稼、人、电线杆(架)等障碍物，操作人员根据所获取的环境信息进行路径规划、避障、调头等。这两部分视频图像信息(即视觉探测装置21采集到的信息)与其它的诸如运行状态、作业状态的信息(即状态探测装置22、力探测装置23采集到的信息)一起以TCP/IP通信协议传输至遥操作系统，经遥操作计算机10处理后反馈至图形显示装置12，操作人员根据显示图像可直观地感知农业机械周围环境及正前方待作业区环境，同时可以对农业机械的作业状态进行感知并监控，待需要人的智能参与时操作操纵装置11的方向盘110，操纵装置11再将该操作指令传递给遥操作计算机10进行计算分析，最后经无线网络传递至农业机械20做出相应的输出动作指令。
[0059]其中，视觉探测装置21传递的信息让操作人员直接观察到机械所处的农田环境，并通过图像处理增强视觉场景;状态探测装置22传递的信息让操作人员实时了解农业机械的工作状态(速度、位姿等)，而力探测装置23传递的信息则让操作人员感受到远端农业机械与农田土壤的相互作用力，从而更好地操纵农业机械。
[0060]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，包括进行农田作业的农业机械(20)，其特征在于:还包括通过无线网络与农业机械(20)进行通信的遥操作系统； 所述遥操作系统包括遥操作计算机(10)、用于显示农业机械所处环境与状态的图形显示装置(12)、用于实现人机交互的操纵装置(11)，所述遥操作计算机(10)分别与图形显示装置(12)、操纵装置(11)通信。2.根据权利要求1所述的基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，其特征在于:所述操纵装置(11)包括方向盘(110)，所述方向盘(110)的输出轴末端连接有路感电机(111)及方向盘转角力矩传感器(112)，所述方向盘转角力矩传感器(112)的信号输出端通过控制器(113)与遥操作计算机(10)通信，所述路感电机(111)的信号输入端通过控制器(113)与遥操作计算机(10)通信。3.根据权利要求2所述的基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，其特征在于:所述农业机械(20)上设置有用于采集所处环境与自身状态数据的探测装置，探测装置包括视觉探测装置(21)、状态探测装置(22)、为操作人员提供路感的力探测装置(23)，所述探测装置通过无线网络与遥操作计算机(1)通信。4.根据权利要求3所述的基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，其特征在于:所述视觉探测装置(21)包括设置在农业机械上正前方的前置摄像头(210)、设置在农业机械顶部的顶置摄像头(211)，所述前置摄像头(210)、顶置摄像头(211)均通过无线网络与遥操作计算机(10)通信。5.根据权利要求3所述的基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，其特征在于:所述状态探测装置(22)包括在农业机械(20)上安装的用于获取运行时车速的光电编码器、用于获取运行时航向与位姿的数字罗盘与陀螺仪;光电编码器、数字罗盘与陀螺仪均通过无线网络与遥操作计算机(10)通信。6.根据权利要求3所述的基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，其特征在于:所述力探测装置(23)包括设置在车轮上的轮力传感器和/或设在方向盘输出轴上的转向阻力矩传感器，轮力传感器、转向阻力矩传感器均通过无线网络与遥操作计算机(10)通信。7.根据权利要求3所述的一种基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，其特征在于:所述遥操作计算机(10)内置有控制农业机械车辆运动的运动控制模块、用于实时环境远程显示的图形显示模块、用于对实时环境进行图像处理的图像处理模块、用于实现远程数据通信的通信控制模块、用于对农业机械实时监测的状态监测模块； 遥操作计算机(10)中的图像处理模块、图形显示模块通过通信控制模块与视觉探测装置(21)通信;遥操作计算机(10)中的运动控制模块通过通信控制模块与力探测装置(23)通信;遥操作计算机(10)中的状态监测模块通过通信控制模块与状态探测装置(22)通信。8.根据权利要求1?7任一项所述的一种基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，其特征在于:所述农业机械(20)中内置有水温计、油温计、燃油量计、播种量计和/或施肥量计和/或喷药量计;所述水温计、油温计、燃油量计、播种量计和/或施肥量计和/或喷药量计均通过无线网络与遥操作计算机(10)通信。9.根据权利要求8所述的一种基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，其特征在于:所述无线网络为36、46、6?1?、￥丨打中的任一种。10.—种基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)所述遥操作计算机(10)通过无线网络获取力探测装置(23)采集的农业机械(20)车轮力信号或转向阻力矩信号； 2)遥操作计算机(10)通过控制器输出指令给路感电机，使操作人员具有实际驾驶的路感； 3)方向盘转角力矩传感器(112)将转角与力矩信号输出给控制器，控制器将信号输出给遥操作计算机(10)，遥操作计算机(10)向农业机械(20)提供控制反馈信号； 4)视觉探测装置(21)的数据通过无线网络传递给通信控制模块，经遥操作计算机(10)进行分析后，通过图像处理模块及图形显示模块进一步处理，最终在图形显示装置(12)中还原出现场图像； 5)所述状态探测装置(22)的数据通过无线网络传递给通信控制模块，再经遥操作计算机(10)进行分析后，通过状态监测模块的处理，对农业机械(20)的工作状态进行实时监测； 6)所述力探测装置(23)的数据通过无线网络传递给通信控制模块，再经遥操作计算机(10)进行分析后，通过控制器(113)输出指令至路感电机(111)，使操纵人员具有驾驶的路感，操纵人员根据路感操纵方向盘(110)，再经运动控制模块的处理，对农业机械(20)输出操作指令接着转化为农业机械(20)的转向动作。
【专利摘要】本发明公开一种基于无线网络的大田农业机械遥操作控制平台，包括进行农田作业的农业机械，该操作平台还包括通过无线网络与农业机械进行通信的遥操作系统；遥操作系统包括遥操作计算机、用于显示农业机械所处环境与状态的图形显示装置、用于实现人机交互的操纵装置，其中，遥操作计算机与图形显示装置、操纵装置均通信互联，同时遥操作计算机与农业机械通信互联。本发明将遥操作技术应用于农业机械自动化领域，在并不显著增加农业机械的成本的前提下，实现了对农业机械的远程监控与操纵，有利于自主式农业机械智能化程度的提高，能够有力地推进中国的农业现代化进程。
【IPC分类】H04N7/18, G05B19/04
【公开号】CN105700406
【申请号】CN201610220119
【发明人】薛金林, 张欣欣, 范博文, 卫瑶瑶
【申请人】南京农业大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年4月11日