本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備，尤其涉及一種導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，應(yīng)用于智能安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃的開展，基于互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新，智能制造設(shè)備的大量使用，中國(guó)的各行各業(yè)開始擁抱互聯(lián)網(wǎng)，并深刻改變著人們的生產(chǎn)和生活方式。其中，基于自動(dòng)導(dǎo)航、智能設(shè)備、精準(zhǔn)控制的“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”成為一大熱點(diǎn)。中國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正在經(jīng)歷著科技化和智能化的變革，農(nóng)業(yè)機(jī)械采用智能化，自動(dòng)化的作業(yè)方式是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然，農(nóng)機(jī)導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多，而市場(chǎng)上只有依托GPS的進(jìn)口農(nóng)機(jī)導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，價(jià)格高昂，維修成本極高。

現(xiàn)有技術(shù)中的同類產(chǎn)品依靠進(jìn)口，引進(jìn)成本高，維護(hù)成本高；使用GPS定位信號(hào)，信息安全沒有保障。對(duì)國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)匹配不佳，對(duì)國(guó)內(nèi)各種復(fù)雜地形環(huán)境條件不適宜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決好現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型提出了一種導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，以解決目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)缺乏同類產(chǎn)品且國(guó)外產(chǎn)品與國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)匹配不佳的問題。

本實(shí)用新型提供的一種導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，包括ECU控制器、顯示器、角度傳感器、液壓比例電磁閥、北斗接收機(jī)和北斗天線，上述ECU控制器分別與顯示器、角度傳感器、液壓比例電磁閥、北斗接收機(jī)連接，上述北斗天線與北斗接收機(jī)配套使用。

優(yōu)選地，上述ECU控制器綜合北斗接收機(jī)提供的定位信息、角度傳感器提供的方向角度信息、內(nèi)置慣導(dǎo)裝置提供的加速度信息、三維姿態(tài)信息以及顯示器提供的路徑信息，得出車輛當(dāng)前位置信息和導(dǎo)航路徑的對(duì)比信息；根據(jù)對(duì)比信息向液壓比例電磁閥發(fā)送控制流量和流向的命令。

優(yōu)選地，上述顯示器與ECU控制器連接，完成信息互通；顯示器向ECU控制器發(fā)送導(dǎo)航路徑、操作指令、同時(shí)實(shí)時(shí)顯示車輛當(dāng)前狀態(tài)。

優(yōu)選地，上述角度傳感器與ECU控制器連接，角度傳感器隨著車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，得到代表角度信息的電壓值，并發(fā)送到ECU控制器。

優(yōu)選地，上述液壓比例電磁閥與ECU控制器、拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)連接；接收ECU控制器轉(zhuǎn)向命令，控制拖拉機(jī)左右轉(zhuǎn)向，使拖拉機(jī)始終行駛在設(shè)定的導(dǎo)航路徑上。

優(yōu)選地，上述北斗接收機(jī)接收北斗定位系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)并確定地面空間位置的儀器，北斗接收機(jī)與北斗天線連接，接收北斗天線發(fā)送過來的信息，進(jìn)行差分運(yùn)算，得到車輛當(dāng)前位置信息；與ECU控制器連接，并將定位信息發(fā)送到ECU控制器。

本實(shí)用新型提供的導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)完全國(guó)產(chǎn)化，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，極大的降低了購買和維護(hù)成本。使用北斗衛(wèi)星信號(hào)，支持北斗系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用，完美地匹配各種國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)，適應(yīng)各種復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型使用狀態(tài)示意圖。

圖中標(biāo)記：1‐ECU控制器；2‐顯示器；3‐角度傳感器；4‐液壓比例電磁閥；5‐北斗接收機(jī)；6‐北斗天線；7‐拖拉機(jī)。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

本實(shí)用新型的目的在于提供一種導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，以解決目前普通導(dǎo)航系統(tǒng)價(jià)格高昂、使用匹配性差等缺陷。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的實(shí)施例如下。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供的導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其工作原理是ECU控制器1根據(jù)北斗系統(tǒng)提供的高精度位置信息，內(nèi)置IMU慣導(dǎo)裝置提供的三維姿態(tài)信息、加速度信息，角度傳感器3提供的角度信息，實(shí)時(shí)發(fā)送控制指令到液壓系統(tǒng)，通過控制液壓比例電磁閥4的流量和流向，使車輛行駛在設(shè)定的導(dǎo)航路徑上。

本實(shí)用新型提供的導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，主要包括：ECU控制器1、顯示器2、角度傳感器3、液壓比例電磁閥4、北斗接收機(jī)5和北斗天線6，ECU控制器1分別與顯示器2、角度傳感器3、液壓比例電磁閥4、北斗接收機(jī)5連接，北斗天線6與北斗接收機(jī)5配套使用。

其中，北斗天線6用于接收北斗衛(wèi)星信號(hào)的天線。與北斗接收機(jī)5連接，將接收到的信息發(fā)送到北斗接收機(jī)5。北斗接收機(jī)5接收北斗定位系統(tǒng)衛(wèi)星信號(hào)并確定地面空間位置的儀器。與北斗天線6連接，接收北斗天線6發(fā)送過來的信息，進(jìn)行差分運(yùn)算，得到車輛當(dāng)前位置信息；與ECU控制器1連接，并將定位信息發(fā)送到ECU控制器1。顯示器2與ECU控制器1連接，完成信息互通；顯示器2向ECU控制器1發(fā)送導(dǎo)航路徑、操作指令、同時(shí)實(shí)時(shí)顯示車輛當(dāng)前狀態(tài)(包括位置、速度、方向、路徑等)。駕駛員通過顯示器2開啟/關(guān)閉系統(tǒng)，啟動(dòng)/停止導(dǎo)航服務(wù)。角度傳感器3與ECU控制器1連接，角度傳感器3隨著車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，得到代表角度信息的0-5V的電壓值，并發(fā)送到ECU控制器1；ECU控制器1與北斗接收機(jī)5、顯示器2、角度傳感器3、液壓比例電磁閥4連接；ECU控制器1綜合北斗接收機(jī)5提供的定位信息、角度傳感器提供的方向角度信息、內(nèi)置慣導(dǎo)裝置提供的加速度信息、三維姿態(tài)信息以及顯示器2提供的路徑信息，得出車輛當(dāng)前位置信息和導(dǎo)航路徑的對(duì)比信息；根據(jù)對(duì)比信息向液壓比例電磁閥4發(fā)送控制流量和流向的命令。液壓比例電磁閥4與ECU控制器1、拖拉機(jī)7的液壓系統(tǒng)連接；接收ECU轉(zhuǎn)向命令，控制拖拉機(jī)7左右轉(zhuǎn)向，使車輛始終行駛在設(shè)定的導(dǎo)航路徑上。

本實(shí)用新型使用北斗系統(tǒng)，通過RTK技術(shù)，得到當(dāng)前點(diǎn)的三維坐標(biāo)，定位精度達(dá)到2.5cm獲取車輛當(dāng)前的位置信息方面，；采用角度傳感器技術(shù)，隨著車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，角度傳感器將代表角度信息的0-5V電壓發(fā)送到ECU控制器獲取車輛當(dāng)前的角度信息；采用IMU慣導(dǎo)技術(shù)，得到車輛的三維姿態(tài)信息和加速度信息。慣導(dǎo)技術(shù)主要修正了車輛行駛過程中產(chǎn)生的傾斜，俯仰導(dǎo)致的導(dǎo)航誤差以獲取車輛當(dāng)前的三維姿態(tài)信息和加速度信息；采用可視化顯屏，使用linux操作系統(tǒng)，自主研發(fā)的專用導(dǎo)航軟件，通過RS232串口實(shí)現(xiàn)與ECU控制器的數(shù)據(jù)互通以實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航路徑的規(guī)劃及實(shí)時(shí)顯示；通過將液壓比例閥并聯(lián)到拖拉機(jī)原液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向。

相對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)終端，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、直線精度和行間距精度達(dá)到2.5cm；有效增加耕地面積，減少油耗，減少作業(yè)時(shí)間，提高作業(yè)效率。

2、連續(xù)自動(dòng)駕駛，支持前進(jìn)，停車及倒擋；極大的降低了駕駛員的技術(shù)要求和作業(yè)強(qiáng)度。

3、不受天氣影響，無論晝夜、大霧、沙塵都可以正常作業(yè)。

4、實(shí)時(shí)顯示車輛作業(yè)狀態(tài)，便于掌握作業(yè)進(jìn)度，作業(yè)質(zhì)量一目了然。

5、支持多種作業(yè)模式，包括直線、曲線、地頭線、圓圈等。

以上所述之具體實(shí)施方式為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施范圍，本實(shí)用新型的范圍包括并不限于本具體實(shí)施方式，凡依照本實(shí)用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。