[发明专利]用于农机无人驾驶的农田环境感知方法

说明书

本发明提供了控制技术领域内的一种用于农机无人驾驶的农田环境感知方法，具体包括以下步骤，步骤1：对摄像机标定，得到世界坐标到图形像素坐标的投影矩阵，将雷达坐标转换成图像像素坐标，使雷达与摄像机在空间上同步；步骤2：工控机算接收到的毫米波雷达数据，确定有效目标，选出农机作业前方雷达感兴趣的区域，确定最危险目标，同步采集摄像机图像；步骤3：根据雷达的信息判断出最危险目标的运动状态，按照雷达与相机采集到的最危险目标的图像数据，判断最危险目标的类型，工控机将动作指令传输给导航箱，导航箱控制农机做相应的动作；其中，农机作业时，农机的行驶速度匀速；本发明识别农机前方障碍物的准确度高，提高无人驾驶的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种环境感知方法，特别涉及一种用于农机无人驾驶的农田环境感知方法。

背景技术

精准农业技术被认为是21世纪农业科技发展的前沿，是科技含最高、集成综合性最强的现代农业生产管理技术之一。精准农业技术根据空间变异，定位、定时、定量的实施一套现代化农事操作技术与管理的系统，是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业技术。

精准农业的应用于快速发展，能够充分挖掘农田最大的生产潜力、合理利用水肥资源、减少环境污染，大幅度提高农产品产量和品质。

发展精准农业技术是解决我国农业由传统农业向现代化农业发展过程中所面临的确保农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质和质量、资源严重不足且利用率低、环境污染等问题的有效解决方式，也是中国农业现代化发展与转型升级的必经之路。

卫星导航技术是精准农业技术的基本组成之一,使农机实现自动行驶，农机作业前只需要设定好参数后，导航系统便引导农机进入自动作业模式，开始进行直线耕作。在农机自动导航的过程中，农田的环境恶劣且复杂，大型的农田里可能会存在电线杆、田埂、土丘、牲畜以及随时出现的劳作人员等，这些因素都为无人驾驶农机的实现提出了新的挑战。现有技术中，使用卫星导航技术可以实现农机在农田里自动行走，但是农机无法准确识别农机前方的障碍物，即农机无法感应农田环境，更不用说根据感知到的农田环境自动做停车等待还是继续行驶等处理，农机作业时必须得有驾驶员辅助操控农机的动作，一不注意，农机就会与前方障碍物碰撞，因此迫切需要研究出一套农田环境感知方法使无人驾驶的农机具备对周环境进行感知的能力，一旦遇到上述农田中存在电线杆、田埂、土丘、牲畜以及随时出现的劳作人员等情况，能够及时采取停车等待等应急处理。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，解决现有技术中无人驾驶的农机无法感知农田环境的技术问题，提供一种用于农机无人驾驶的农田环境感知方法，本发明实现了农田环境的感知，识别农机前方障碍物的准确度高，提高农机无人驾驶时的可靠性。

本发明的目的是这样实现的：一种用于农机无人驾驶的农田环境感知方法，具体包括以下步骤，

步骤1：对摄像机进行标定，得到世界坐标到图形像素坐标的投影矩阵，建立雷达坐标系与世界坐标系之间的相互关系，将雷达坐标转换成图像像素坐标，使雷达与摄像机在空间上同步；

步骤2：工控机解算接收到的毫米波雷达数据，确定有效目标，选出农机作业前方雷达感兴趣的区域，确定有效目标中的最危险目标，同步进行摄像机图像的采集；

步骤3：根据雷达的信息判断出最危险目标的运动状态，根据雷达与相机采集到的最危险目标的图像数据，判断出最危险目标的类型，工控机根据雷达数据和相机的图像数据解算出农机的动作指令并将其传输给导航箱，导航箱控制农机做相应的动作；

其中，在步骤3之前，农机作业时，农机的行驶速度匀速。

为了实现摄像机和毫米波雷达在空间上的同步，所述步骤1中的将雷达坐标转换成图形像素坐标具体包括以下步骤，