[发明专利]基于GPS和惯导的插秧机器人控制系统和控制方法

摘要

本发明公开了一种基于GPS和惯导的插秧机器人控制系统和控制方法，控制系统包括CAN总线通信模块、上位机、导航定位模块、变速模块、插植模块、转向模块、电源管理模块。上位机通过CAN总线通信模块与导航定位模块、变速模块、插植模块、转向模块和电源管理模块相连。本发明中上位机通过CAN总线通信模块获取其他各个模块的信息，实现对其他各模块工作状态的监控以及参数的读取，上位机还向相应的模块传送控制信息，接收到控制信息的其他模块根据控制信息控制插秧机器人执行相应的动作。本发明具有成本低、耦合度低、可靠性强、精度高，效率高的优点。

主权项

基于GPS和惯导的插秧机器人控制系统，其特征在于：包括CAN总线通信模块、上位机、导航定位模块、变速模块、插植模块、转向模块、电源管理模块，所述上位机通过CAN总线通信模块分别与导航定位模块、变速模块、插植模块、转向模块、电源管理模块通信连接，所述电源管理模块还通过CAN总线通信模块分别与导航定位模块、变速模块、插植模块、转向模块通信连接，其中：所述导航定位模块包括安装于插秧机器人中的GPS导航定位模块和惯性导航定位模块，导航定位模块实现插秧机器人的定位，并将位置、航向角度信息通过CAN总线通信模块发送至上位机；所述变速模块包括插秧机器人的电机驱动模块、插秧机器人的行走速度检测模块，变速模块通过CAN总线通信模块获取上位机发出的位置、航向角度信息以及行走指令，当变速模块接收到上位机发出的行走指令及位置、航向角度信息时，变速模块驱动插秧机器人的电机按位置、航向角度信息工作以执行行走指令，同时变速模块将检测到的插秧机器人的行走速度信息通过CAN总线模块发送至上位机；所述转向模块包括插秧机器人的方向盘驱动模块、安装于插秧机器人中的角度位移传感器，转向模块通过CAN总线通信模块将角度位移传感器采集的转角信息传递至上位机，并且上位机发出的转角指令通过CAN总线通信模块传递至转向模块，由转向模块中的方向盘驱动模块根据转角指令驱动方向盘转动相应的角度，以实现插秧机器人的转向；所述插植模块包括插秧机器人中秧箱的控制模块，该秧箱的控制模块包括控制秧箱升降的插植手柄的控制模块，以及秧爪的控制模块，插植模块通过CAN总线通信模块获取上位机发出的秧机执行插秧作业指令，并根据秧机执行插秧作业指令驱动插植手柄控制秧箱升降，以及控制秧爪插秧作业的启停；所述电源管理模块通过CAN总线通信模块获取其他各个模块的启闭信息，实现对其他各模块的供电；所述上位机通过CAN总线通信模块获取其他各个模块的信息，实现对导航定位模块、插植模块、变速模块、转向模块和电源管理模块工作状态的监控以及参数的读取，上位机还向相应的模块传送控制信息，接收到控制信息的其他模块根据控制信息控制插秧机器人执行相应的动作。