[发明专利]一种基于UWB雷达的甘蔗收割机地形跟随系统及实现方法

权利要求书

1.一种基于UWB雷达的甘蔗收割机地形跟随系统，其特征在于：包括UWB雷达和与所述UWB雷达相连接的雷达数据处理模块，以及控制器，与所述控制器相连接的显示器、方向机和电液控制系统，所述控制器连接所述UWB雷达；所述显示器设置在驾驶室内；

所述UWB雷达，用于获取甘蔗地垄面高度信息、地形轨迹形状信息、甘蔗束密度信息和甘蔗高度信息，并发送至雷达数据处理模块；

所述雷达数据处理模块，用于将UWB雷达输出的所述甘蔗地垄面高度信息和地形轨迹形状信息处理转换为地形信息图像，同时将蔗束密度信息和甘蔗高度信息处理转换为甘蔗行走势信息，并将所述地形信息图像和甘蔗行走势信息发送给控制器；

所述控制器，用于根据雷达数据处理模块输出的所述甘蔗行走势信息判断甘蔗收割机前进方向是否和甘蔗行走势信息相同，若相同，则向方向机输出保持直行信号，若不同，则根据甘蔗收割机当前前进方向与甘蔗行走势的角度差向方向机发送方向调整信号；同时，控制器还根据地形信息图像判断甘蔗收割机前收拢机构和切割机距离地面的高度是否与地形高度相符合，若符合，则输出保持高度信号，若不符合，则根据甘蔗收割机前收拢机构和切割机距离地面的高度与地形高度的高度差向电液控制系统输出高度调整信号；

所述电液控制系统，用于根据控制器输出的高度调整信号调节甘蔗收割机的前收拢机构和切割机构的高度；

所述方向机，用于根据控制器输出的方向调整信号调节甘蔗收割机的运动方向；

所述显示器，用于显示地形信息图像和甘蔗收割机的调节信息。

2.根据权利要求1所述的基于UWB雷达的甘蔗收割机地形跟随系统，其特征在于：所述控制器，还用于配置UWB雷达参数。

3.一种基于UWB雷达的甘蔗收割机地形跟随系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、UWB雷达通过回波信息获取甘蔗地垄面高度、地形轨迹形状、甘蔗束密度和甘蔗高度，并将该回波信息发送至雷达数据处理模块；

S2、雷达数据处理模块接收UWB雷达所发送的回波信息，根据甘蔗地垄面高度和地形轨迹形状生成地形信息图像，根据甘蔗束密度和甘蔗高度生成甘蔗行走势信息，并将该地形信息图像和甘蔗行走势信息发送至控制器；

S3、控制器接收雷达数据处理模块所发送的地形信息图像和甘蔗行走势信息，控制器根据地形信息图像和甘蔗行走势信息分别向电液控制系统和方向机输出控制信号；同时，控制器将地形信息图像、甘蔗收割机的前收拢机构高度、切割机构高度和运动方向的调节信息发送至显示器；

S4、电液控制系统根据控制器所输出的控制信号调节甘蔗收割机的前收拢机构和切割机构的高度；

方向机根据控制器所输出的控制信号调节甘蔗收割机的运动方向；

显示器接收并根据控制器的输出信号显示地形信息和甘蔗收割机的前收拢机构高度、切割机构高度和运动方向的调节信息；

S5、返回步骤S1。

4.根据权利要求3所述的基于UWB雷达的甘蔗收割机地形跟随系统的实现方法，其特征在于，控制器根据地形信息图像分别向电液控制系统和方向机输出控制信号的方法为：

控制器根据甘蔗行走势信息判断甘蔗收割机前进方向是否与甘蔗行走势相同，若相同则向方向机输出保持直行信号，若不同则根据甘蔗收割机当前前进方向与甘蔗行走势的角度差向方向机发送方向调整信号，调整甘蔗收割机的前进方向与甘蔗行的走势相同；

控制器根据地形信息图像判断甘蔗收割机前收拢机构和切割机距离地面的高度是否与地形高度相符合，若符合则输出保持高度信号，若不符合则根据甘蔗收割机前收拢机构和切割机距离地面的高度与地形高度的高度差向电液控制系统输出高度调整信号。

5.根据权利要求3所述的基于UWB雷达的甘蔗收割机地形跟随系统的实现方法，其特征在于：在步骤S1前通过控制器配置UWB雷达参数。