[发明专利]一种对射式激光拖拉机辅助导航控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制系统领域，具体为一种对射式激光拖拉机辅助导航控制系统。

背景技术

现如今，探索建立符合我国国情的精准农业运作模式已经成为我国农业走可持续发展的必由之路。精准农业机械化技术涉及到耕地、播种、施肥、灌溉及收获等各个环节，而农机作业过中能否直线行驶对以上各环节实施的效果有直接的影响。拖拉机直线行驶可减少土地重耕、漏耕，保证播种时作物各行之间保持平行，并为作物中期机械追肥和除草提供先决条件。拖拉机田间作业过程中，作业机组的行驶路径绝大部分由拖拉机驾驶员的驾驶技术决定，传统采用划印器或通过插标杆划地头线等方式作为驾驶员作业导航的依据在复杂工作环境下指示效果较差，很难达到引导驾驶员驾驶拖拉机走直线的目的；而国内近几年开发的包括由GPS和计算机等组成的农机导航指示系统由于系统复杂，成本高等问题使得此类导航系统也因此迟迟未能大面积推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种对射式激光拖拉机辅助导航控制系统，以解决传统导航方式指示效果差，适应性弱等问题，同时提供一种低成本高精度的拖拉机辅助导航控制系统方案。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种对射式激光拖拉机辅助导航控制系统，其特征在于，该系统由激光传感器发射端、激光传感器接收端、导航指示终端以及控制核心组成；所述激光传感器发射端安装在拖拉机前轮的转向主销上，由对射式激光发射器、激光发射器支架、独立电源、步进电机、步进电机驱动器以及安装支架组成，所述激光传感器接收端安装在拖拉机前轴上方的车身上，由对射式激光接收器以及接收器支架组成，接收器信号线接入控制核心，所述导航指示终端由吸盘固定在拖拉机驾驶室前挡风玻璃上，由角度刻度盘、安装有指针的小型步进电机、步进电机驱动器、液晶显示屏、独立按键以及带有吸盘的安装架组成，导航指示终端通过导线接入控制核心，所述控制核心以STM32为主控芯片，通过采集接入控制核心的激光接收器信号，将拖拉机偏航信息输出到导航指示终端上。

所述激光发射器由12V 独立电源供电，激光发射器和独立电源由激光发射器支架固定在步进电机转轴上，并由所述步进电机驱动器驱动步进电机以恒定速度旋转。

所述激光发射器和激光接收器安装在同一水平面上，激光接收器固定指向激光发射器，当激光发射器旋转到与激光接收器水平对置的位置时，激光接收器产生电平变化信号，主控核心通过记录激光接收器接收到两次电平变化信号的时间差，就可以计算出拖拉机偏航的角度信息。

所述控制核心将偏航角度信息转换成对应数量的脉冲信号，通过步进电机驱动器控制小型步进电机朝对应方向旋转相应的角度。所述独立按键和液晶显示屏用于调节和显示作业灵敏度信息。

本发明的优点是： 

本发明以低成本、高性能的STM32微控制器为控制核心，搭载工业级激光传感器以及人性化的导航指示终端，实现拖拉机作业过程中的直线行驶辅助控制功能，给拖拉机驾驶员简单直观的直线行驶辅助引导，减轻驾驶员的劳动强度，以此提高农业机械的生产效率、作业精度和安全可靠性，同时取代采用划印器和插标杆等精确度低、受作业环境限制较大的传统导航指示方式，并可取代以GPS等为控制基础的高成本导航方式。所设计的导航指示终端简单易读，易于驾驶员实时观察拖拉机作业过程中的偏航角度信息并及时做出修正，具有成本低，精度高，易于推广等优势。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为本发明的控制系统结构框图。

图3为本发明的控制原理示意图。

图4为本发明的控制流程图。

 

具体实施方式

参见图1和图2，本发明所涉及的对射式激光拖拉机辅助导航控制系统，主要包括激光传感器发射端1、激光传感器接收端2、导航指示终端4以及控制核心3。