[发明专利]一种无人驾驶条播播种机

权利要求书

1.一种无人驾驶条播播种机，其特征在于，包括：

多个置于待处理农田的边角处的边界标记发射器；

多个置于待处理农田的障碍区域的障碍标记发射器；

安装于无人驾驶条播播种机的图像获取单元、地形声呐检测单元、信号接收器、信号处理模块、执行部件；

所述边界标记发射器和障碍标记发射器用于将各自的位置信号发送给所述信号接收器；

所述信号接收器用于接收到每一个边界标记发射器和障碍标记发射器的位置信号并发送给所述信号处理模块；

所述图像获取单元用于获取播种区域和非播种区域图像并生成播种边界位置数据发送给信号处理模块；

所述地形声呐检测单元用于通过多波束同时获得回波图像和地形高程数据，根据地形高程数据构建地形高程模型；

所述信号处理模块用于根据接收到的边界标记发射器发送的位置信号、障碍标记发射器发射的位置信号、地形声呐检测单元发送的地形高程数据构建待处理农田的边界区域、障碍区域及实时更新的待处理农田区域三维地形模型，并根据播种边界位置规划行车路线，并将行车路线发送给所述执行部件；

所述执行部件根据行车路线及车辆位置控制车辆运行，并且控制播种机的种子箱开启或关闭。

2.如权利要求1所述无人驾驶条播播种机，其特征在于，所述图像获取单元通过以下方法获取获取播种区域和非播种区域图像并生成播种边界位置：

步骤一、播种过程中实时拍摄待处理处理农田，获取源图像；

步骤二、建立灰度直方图统计图像灰度分布，通过分段灰度线性变换增强图像对比度后，使用高斯滤波进行平滑处理，完成图像的预处理；

步骤三、获取源图像的每个像素点的灰度值以及图像的灰度区间；

步骤四、根据每个像素点的灰度值、灰度区间和所述确定的个数，计算每个分割阈值的数值，根据每个分割阈值的数值，确定位于前景图像的边界上的像素点，以确定图像中的前景图像的图像边界；

步骤五、使用Canny算子完成图像边缘特征点的提取；

步骤六、通过地形声呐检测单元建立的地形高程模型和图像边缘特征点确定精细图像边界。

3.如权利要求1所述无人驾驶条播播种机，其特征在于，所述边界标记发射器至少为四个，每一个所述边界标记发射器置于待处理农田的边角处。

4.如权利要求1所述无人驾驶条播播种机，其特征在于，所述障碍标记发射器至少包括一组障碍标记发射器组，每组障碍标记发射器组包括至少三个障碍标记发射器；

待处理农田的每一个障碍处设置一组所述障碍标记发射器组；

每一组障碍处的周围均设置一组障碍标记发射器组的多个障碍标记发射器。

5.如权利要求1所述无人驾驶条播播种机，其特征在于，所述执行部件包括与信号处理模块电性连接的车辆方向控制单元、车辆油门控制单元、车辆刹车控制单元和种子箱控制单元；

所述车辆方向控制单元具有一方向控制模块及由该方向控制模块控制的车辆转向机构，该方向控制模块与信号处理模块连接，用于根据图像获取单元生成的播种边界位置及信号处理模块构建的待处理农田的边界区域和障碍区域控制车辆转向机构动作；

所述车辆油门控制单元包括一车辆油门控制模块及与该车辆油门控制模块连接的节气门行程检测模块、节气门执行机构，所述车辆油门控制模块与信号处理模块连接，所述油门控制模块用于获取节气门行程检测模块的检测结果，根据图像获取单元生成的播种边界位置及信号处理模块构建的待处理农田的边界区域、障碍区域、待处理农田区域三维地形模型控制节气门执行机构动作；

所述车辆刹车控制单元包括一制动单元及与该制动单元连接的燃油控制阀、刹车器，所述制动单元与信号处理模块连接，用于根据信号处理模块构建的待处理农田的边界区域、障碍区域、待处理农田区域三维地形模型控制燃油控制阀的开合及刹车器的动作；

所述种子箱控制单元用于接收信号处理模块发送的种子箱开启或关闭信号，控制种子箱的开启或关闭。

6.一种无人驾驶播种方法，其特征在于，包括：

步骤一、信号处理模块根据接收到的边界标记发射器发送的位置信号、障碍标记发射器发射的位置信号构建待处理农田的边界区域和障碍区域；

步骤二、信号处理模块根据接收到的地形声呐检测单元发送的地形高程数据实时构建待处理农田前景区域的三维地形模型；

步骤三、信号处理模块根据待处理农田的边界区域面积设定无人驾驶条播播种机的基准播种速度，并根据三维地形模型设定速度极限阈值；

步骤四、信号处理模块根据边界标记发射器和障碍标记发射器的位置信号规划行车路线，并根据基准播种速度和速度极限阈值控制执行部件进行播种作业；

步骤五、信号处理模块根据播种区域和非播种区域图像生成的播种边界位置，控制执行部件由播种完成区域转向非播种区域，信号处理模块重新规划行车路线并控制执行部件进行播种作业。