一种无人作业农机智能网联终端系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人作业农机智能网联终端系统，包括：核心处理单元，用于为智能网联终端网云协同数据处理提供车载计算平台，核心处理单元分别对多元通信、图像及点云数据解析、多元整机状态信息解析、多元整机控制信息的解析及下发和进程调度管理进行处理，核心处理单元对图像数据进行节带化处理，用于在后续数据发送中节约无线信道资源，核心处理单元对收集到激光雷达探测的点云数据进行解析及点云压缩，本无人作业农机智能网联终端系统可以有效的减少信息传递错误，降低网云协同控制信息的排队时延，为农机无人作业提供各区域的通信模式需求，实现各种地区的无人农机作业。实现各种地区的无人农机作业。实现各种地区的无人农机作业。

【技术实现步骤摘要】
一种无人作业农机智能网联终端系统


[0001]本专利技术涉及农机
，具体为一种无人作业农机智能网联终端系统。

技术介绍

[0002]目前通过车载终端实现农机的无人作业方式主要有两种：一种通过安装大量传感器、摄像头以及激光雷达等，通过车载智能终端实现对作业农机近距离外部信息的准确获取，实现农机自主控制；另外一种是通过对车载监控终端远程下发定位及控制数据，进行网联远程控制。
[0003]通过传感器、摄像头以及激光雷达等感知设备对终端的计算能力要求很高，容易出现错误信息的传输，通过对车载监控终端远程下发定位及控制数据进行控制完全依赖于既定的控制及定位信息，受限于网络带宽、时延性能以及网络覆盖限制，该方式存在智能化不高、作业范围受限，限定了智能农机的有效工作区域，同时容易出现信息传输排队延迟的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种无人作业农机智能网联终端系统，可以有效的减少信息传递错误，降低网云协同控制信息的排队时延，为农机无人作业提供各区域的通信模式需求，实现各种地区的无人农机作业，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无人作业农机智能网联终端系统，包括：
[0006]核心处理单元，用于为智能网联终端网云协同数据处理提供车载计算平台；
[0007]多元数据模组，用于与核心处理单元实现数据交互；
[0008]多模通信模组，根据不同的通信环境选用适合的通信信道；r/>[0009]电源模块，用于对核心处理单元、多元数据模组和多模通信模组提供稳定的供电电压。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述核心处理单元分别对多元通信、图像及点云数据解析、多元整机状态信息解析、多元整机控制信息的解析及下发和进程调度管理进行处理，核心处理单元对图像数据进行节带化处理，用于在后续数据发送中节约无线信道资源，核心处理单元对收集到激光雷达探测的点云数据进行解析及点云压缩，多元整机状态信息通过核心处理单元对四路CAN通道的数据进行实时采样和解析，并将解析后的数据上传云平台进行大数据分析，整机控制信息是核心处理单元对通过多元通信接收到的来自网云平台的控制数据进行解析，通过CAN模块下发整机控制信息，进程调度管理是通过核心处理单元采用LLF调度算法设置控制数据处理进程低松弛度，减小控制数据在核心处理单元中的等待处理时间。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述多元数据模组包括利用硬件平台获得的
360
°
全景高清视频、激光雷达数据、多元整机信息以及工作环境数据。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述360
°
全景高清视频通过五目摄像机对周边的现场作业环境进行采集，通过以太网口发送给终端，终端完成对视频数据进行节带化处理。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述激光雷达对周边环境的三维信息进行感知，将三维点云数据通过以太网的形式发送给终端。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述多元整机信息通过终端CAN模块实现，在软硬件上对整机状态信息和整机控制信息分别设计了独立的CAN通道，避免一条CAN通信造成的整机状态信息对CAN通道的占用权竞争，减小控制信息的排队时延，每一条CAN通道进行硬件上的双冗余设计，使得整机状态信息和整机控制信息冗余CAN通道与主CAN收发的数据完全相同。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述多元通信模组包括硬件平台搭建的5G模块、专网基站模块和卫星通信模块。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述5G模块用于在通用运营商环境下的5G覆盖区域的车载终端。
[0017]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述专网基站模块通过专网信道实现车云协同，该信道通过专用无线1.4GHz或1.8GHz频段。
[0018]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述卫星通信模块用于在偏远作业地区与卫星通信。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本无人作业农机智能网联终端系统通过整机状态信息获取与控制信息下发信道分离的设计，降低网云协同控制信息的排队时延，核心处理单元采用LLF调度算法，设置控制数据处理进程低松弛度，减小控制数据在核心处理单元中的等待处理时间，多模通信通过硬件中搭载5G模块、专网基站模块和卫星通信模块组成通信模组，软件平台根据不同的通信环境，使用通信信道的最优路径进行通讯：在偏远的农机作业地区，可选择卫星通讯信道，保证无人农机的远程监控；在有专网基站搭建的中试基地，通过专网信道实现车云协同；通用运营商网络环境下，通过5G通信，为农机无人作业提供高带宽、低时延的无缝覆盖网络，有效的提高了无人农机的终端控制便利化和智能化。
附图说明
[0020]图1是本专利技术整体构架方案示意图；
[0021]图2是本专利技术终端硬件方案示意图；
[0022]图3是本专利技术电源模块设计示意图；
[0023]图4是本专利技术软件平台组成示意图；
[0024]图5是本专利技术应用层软件结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1：请参阅图1
‑
5，本专利技术提供一种技术方案：一种无人作业农机智能网联终端系统，包括：
[0027]核心处理单元，用于为智能网联终端网云协同数据处理提供车载计算平台，核心处理单元分别对多元通信、图像及点云数据解析、多元整机状态信息解析、多元整机控制信息的解析及下发和进程调度管理进行处理，核心处理单元对图像数据进行带化处理，用于在后续数据发送中节约无线信道宽带，核心处理单元对收集到激光雷达探测的点云数据进行解析及点云压缩，多元整机状态信息通过核心处理单元对两路冗余CAN通道的数据进行实时采样和解析，并将解析后的数据上传云平台进行大数据分析，整机控制信息是核心处理单元对通过多元通信接收到的来自网云平台的控制数据进行解析，通过CAN模块下发整机控制信息，核心处理单元同时接收来自AD转换模块采集的工作环境数据如深松、应力等模拟量数据，并通过多模通信传输，进程调度管理是通过核心处理单元采用LLF调度算法设置控制数据处理进程低松弛度，减小控制数据在核心处理单元中的等待处理时间，通过选用适用于高速移动智能终端的SOC，该SOC具有主频高，处理速度快，能够处理图像、点云数据等多种数据的特点。
[0028]核心处理单元选取龙芯中科的2K1000双核处理器芯片，集成两个GS264处理器核、主频1GHz，能够对大规模多元采集数据进行的快速处理，片内集成GPU，快速实现图像数据的节带化处理，同时，芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人作业农机智能网联终端系统，其特征在于：包括：核心处理单元，用于为智能网联终端网云协同数据处理提供车载计算平台；多元数据模组，用于与核心处理单元实现数据交互；多模通信模组，根据不同的通信环境选用适合的通信信道；电源模块，用于对核心处理单元、多元数据模组和多模通信模组提供稳定的供电电压。2.根据权利要求1所述的一种无人作业农机智能网联终端系统，其特征在于：所述核心处理单元分别对多元通信、图像及点云数据解析、多元整机状态信息解析、多元整机控制信息的解析及下发和进程调度管理进行处理，核心处理单元对图像数据进行节带化处理，用于在后续数据发送中节约无线信道资源，核心处理单元对收集到激光雷达探测的点云数据进行解析及点云压缩，多元整机状态信息通过核心处理单元对四路CAN通道的数据进行实时采样和解析，并将解析后的数据上传云平台进行大数据分析，整机控制信息是核心处理单元对通过多元通信接收到的来自网云平台的控制数据进行解析，通过CAN模块下发整机控制信息，进程调度管理是通过核心处理单元采用LLF调度算法设置控制数据处理进程低松弛度，减小控制数据在核心处理单元中的等待处理时间。3.根据权利要求1所述的一种无人作业农机智能网联终端系统，其特征在于：所述多元数据模组包括利用硬件平台获得的360
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全景高清视频、激光雷达数据、多元整机信息以及工作环境数据。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大伟，刘亮，韩玉玺，王鹏，赵晓男，
申请(专利权)人：洛阳智能农业装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：