一种基于卫星系统的自走式喷施机导航系统以及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业机械装备领域，具体地，涉及一种基于卫星系统的自走式喷施机导航系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着农场农机现代化进程的加快，如何提高标准化作业水平、如何减轻驾驶操作人员的劳动强度、如何充分发挥现代农机装备在保证国家粮食安全中的作用，是农机人面临的一个新的课题。
[0003]目前，用于果树或者农作物的喷施机主要有三种类型:人工背负式喷施机、车载式喷施机以及自走式喷施机。人工背负式喷施机自动化程度低，劳动强度高，作业效率低。此夕卜，由于喷雾的药液一般对人体有害，人工背负式喷施机进行喷雾时会危害身体健康，而车载式喷施机和自走式喷施机虽然在自动化和作业效率上有一定程度的改善，但是存在以下问题:自动化程度不高，仍然需要人工进行驾驶。由于在车载式喷施机和自走式喷施机喷施药液的过程中药液雾滴漂移严重，从而使得作业人员的身体健康受药物的伤害。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种基于卫星系统的自走式喷施机导航系统以及方法。其中，所述系统通过获取所述自走式喷施机的位置信息，并根据所述位置信息计算得到所述自走式喷施机的航向角信息，然后，根据所述位置信息和航向角信息控制所述自走式喷施机自主行走，很大程度上减轻了工作人员的劳动强度，避免了工作人员与药液接触。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种基于卫星系统的自走式喷施机导航系统。所述系统包括:定位定向仪，安装于所述自走式喷施机中，用于从所述卫星系统中获取所述自走式喷施机的位置信息，并根据所述位置信息计算得到所述自走式喷施机的航向角信息；以及控制装置，与所述定位定向仪连接，用于接收来自所述定位定向仪的位置信息和航向角信息，并根据所述位置信息和航向角信息控制所述自走式喷施机行走，以实现对所述自走式喷施机的导航。
[0006]优选地，所述控制装置根据所述位置信息计算所述自走式喷施机到预先设定的直线的距离，并判断所述距离是否大于预先设定的安全距离，在所述距离大于预先设定的安全距离的情况下，根据所述位置信息判断所述自走式喷施机的拐弯方向，再控制所述自走式喷施机，以使得所述自走式喷施机拐弯回到安全区域中。
[0007]优选地，所述控制装置在根据所述位置信息判断所述自走式喷施机的位置处于预先设定的垄头转弯点的区域范围的情况下，根据所述航向角信息和预先设定的转弯角度调整所述自走式喷施机的转弯角度，从而控制所述自走式喷施机进行转弯换垄作业。
[0008]优选地，所述定位定向仪包括:第一小盘天线，用于从所述卫星系统中获取自身的位置信息；第二小盘天线，用于从所述卫星系统中获取自身的位置信息；以及定位定向仪主机，与所述第一小盘天线和第二小盘天线连接，用于接收来自所述第一小盘天线的位置信息和所述第二小盘天线的位置信息，并以所述第一小盘天线的位置信息和所述第二小盘天线的位置信息中的任意一者为所述自走式喷施机的位置信息，以及根据所述第一小盘天线的位置信息和所述第二小盘天线的位置信息计算得到所述自走式喷施机的航向角信息，其中，根据所述第一小盘天线的位置信息和第二小盘天线的位置信息所确定的直线与所述自走式喷施机的前进方向平行。
[0009]优选地，所述系统还包括:GNSS接收机，与所述定位定向仪连接，用于从所述卫星系统中获取自身的位置信息，并将所获取的位置信息与预先存储的实际位置信息进行比较以及根据比较结果向所述定位定向仪发送用于校正位置信息的差分信号。
[0010]优选地，所述GNSS接收机包括:基准站主机，用于从所述卫星系统中获取所述GNSS接收机的位置信息；电台主机，与所述基准站主机连接，用于接收来自所述基准站主机的位置信息，并将所接收的位置信息与预先存储的实际位置信息进行比较以及根据比较结果得到用于校正位置信息的差分信号；以及电台天线，与所述电台主机连接，用于将所述差分信号发送至所述定位定向仪。
[0011]优选地，所述定位定向仪还包括:车载电台天线，与所述定位定向仪主机连接，用于接收来自所述电台天线的差分信号；定位定向仪主机还用于根据所述差分信号校正所述第一小盘天线的位置信息和所述第二小盘天线的位置信息，并以校正后的所述第一小盘天线的位置信息和所述第二小盘天线的位置信息中的任意一者为所述自走式喷施机的位置信息，以及根据校正后的所述第一小盘天线的位置信息和所述第二小盘天线的位置信息计算得到所述自走式喷施机的航向角信息。
[0012]相应地，本发明还提供一种基于卫星系统的自走式喷施机导航方法，所述方法包括:定位定向仪从所述卫星系统中获取所述自走式喷施机的位置信息，并根据所述位置信息计算得到所述自走式喷施机的航向角信息；以及控制装置接收来自所述定位定向仪的位置信息和航向角信息，并根据所述位置信息和航向角信息控制所述自走式喷施机行走，以实现对所述自走式喷施机的导航。
[0013]优选地，所述方法还包括:所述控制装置根据所述位置信息计算所述自走式喷施机到预先设定的直线的距离，并判断所述距离是否大于预先设定的安全距离，在所述距离大于预先设定的安全距离的情况下，根据所述位置信息判断所述自走式喷施机的拐弯方向，再控制所述自走式喷施机，以使得所述自走式喷施机拐弯回到安全区域中。
[0014]优选地，所述方法还包括:所述控制装置根据所述位置信息判断所述自走式喷施机的位置是否处于预先设定的垄头转弯点的区域范围，在根据所述位置信息判断所述自走式喷施机的位置处于预先设定的垄头转弯点的区域范围的情况下，根据所述航向角信息和预先设定的转弯角度调整所述自走式喷施机的转弯角度，从而控制所述自走式喷施机进行转弯换垄作业。
[0015]通过上述技术方案，获取所述自走式喷施机的位置信息，并根据所述位置信息计算得到所述自走式喷施机的航向角信息，然后，根据所述位置信息和航向角信息控制所述自走式喷施机自主行走，不仅减轻了工作人员的劳动强度，而且还避免了工作人员与药液接触。
【附图说明】
[0016]图1是本发明提供的基于卫星系统的自走式喷施机导航系统的结构示意图；
[0017]图2是自走式喷施机在果园自主导航的路径规划图；以及
[0018]图3是本发明提供的基于卫星系统的自走式喷施机导航方法的流程图。
[0019]附图标记说明
[0020]10 GNSS接收机 20 定位定向仪 30 控制装置
[0021]40基准站主机50 电台主机60 锂电池
[0022]70定位定向仪主机 80 电台天线 90 第一小盘天线
[0023]100车载电台天线 110第二小盘天线
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0025]车载式喷施机和自走式喷施机虽然在自动化和作业效率上有一定程度的改善，但是存在以下问题:自动化程度不高，仍然需要人工进行驾驶。由于在车载式喷施机和自走式喷施机喷施药液的过程中药液雾滴漂移严重，从而使得作业人员的身体健康受药物的伤害。因此，本发明特提供一种基于卫星系统的自走式喷施机导航系统。
[0026]图1是本发明提供的基于卫星系统的自走式喷施机导航系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供的基于卫星系统的自走式喷施机导航系统包括:定位定向仪20，安装于所述自走式喷施机中，用于从所述卫星系统中获取所述自走式喷施机的位置信息，并根据所述位置信息计算得到所述自走式喷施机的航向角信息；以及控制装置30，与所述定位定向仪20连接，用于接收来自所述定位定向仪的位置信息和航向角信息，并根据所述位置信息和航向角信息控制所述自走式喷施机行走，以实现对所述自走式喷施机的导航。具体地，所述控制装置30根据所述位置信息计算所述自走式喷施机到预先设定的直线的距离，并判断所述距离是否大于预先设