基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置，包括：四维系统，所述四维系统包括红外热成像单元、视觉采集单元、激光雷达单元和北斗定位单元；所述红外热成像单元包括红外热成像装置，所述红外热成像装置监测活物信息并发送活物信号至拖拉机控制系统；所述激光雷达单元包括第一激光雷达和第二激光雷达，所述激光雷达监测物体信号并发送至拖拉机控制系统；所述视觉采集单元包括视觉采集设备，所述视觉采集设备采集视觉画面信号并发送至拖拉机控制系统；所述北斗定位单元设置于拖拉机棚顶；本发明专利技术为拖拉机自动驾驶提供多重安全保障，促进高端智能农机、智慧农业发展。农业发展。农业发展。

【技术实现步骤摘要】
基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置


[0001]本专利技术涉及拖拉机自动驾驶
，具体而言，尤其涉及基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置。

技术介绍

[0002]拉机自动驾驶系统以高精度全球卫星定位系统(GNSS)为核心技术，通过电液转向控制装置和导航控制算法控制拖拉机沿预定作业路线自动跟踪行走。主要通过环境感知、决策与规划、控制与执行三方面对拖拉机进行拖拉机自动驾驶。
[0003]传统机械拖拉机采用纯机械化传动，不具备电气化能力，无法实现拖拉机的无人的自动路径规划与行驶。部分电传动拖拉机可以实现自动路径规划与行驶，但是缺少相应的安全防护，不能对活物进行检测，容易造成人员及牲畜的伤亡，同时也存在防护等级低且功能单一问题，不能实现闭环保护，不能对突发的事件、路况等作出快速反应与规避。

技术实现思路

[0004]根据上述提出拖拉机自动驾驶系统没有安全闭环防护的技术问题，而提供一种基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置。本专利技术主要利用四维系统，对内燃电传动拖拉机的无人驾驶提供安全保障。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置，包括：
[0007]四维系统，所述四维系统包括红外热成像单元、视觉采集单元、激光雷达单元和北斗定位单元；
[0008]所述红外热成像单元包括红外热成像装置，四个红外热成像装置分别设置于拖拉机车身的四角处，两个红外热成像装置分别设置于拖拉机车身的两侧；所述红外热成像装置监测活物信息并发送活物信号至拖拉机控制系统；
[0009]所述激光雷达单元包括第一激光雷达和第二激光雷达，四个第一激光雷达设置于拖拉机车身的四角处，六个第二激光雷达设置于红外热成像盲区处；所述激光雷达监测物体信号并发送至拖拉机控制系统；
[0010]所述视觉采集单元包括视觉采集设备，两个视觉采集设备设置于拖拉机车身前侧，两个视觉采集设备设置于拖拉机车身后侧，两个视觉采集设备分别设置于拖拉机后视镜上；所述视觉采集设备采集视觉画面信号并发送至拖拉机控制系统；
[0011]所述北斗定位单元设置于拖拉机棚顶；所述北斗定位单元采集拖拉机定位信号并发送至拖拉机控制系统；
[0012]拖拉机控制系统，所述拖拉机控制系统接收活物信号和物体信号并发送报警信号至报警系统，所述拖拉机控制系统接收活物信号并将此时的视觉画面信号和拖拉机定位信号发送至监控后台。
[0013]报警系统，所述报警系统接收报警信号并进行声光报警。
[0014]进一步地，所述红外热成像装置的监测视角为150
°
，所述红外热成像装置与相邻的红外热成像装置的视角交叉处为顶点，所述红外热成像装置到顶点为第一边，相邻的红外热成像装置到顶点为第二边，所述第一边、第二边与拖拉机车身构成红外热成像盲区。
[0015]进一步地，所述红外热成像装置的有效监测半径为50米。
[0016]进一步地，所述视觉采集设备的有效监测半径为20米。
[0017]本专利技术还提供了一种基于四维系统的安全装置的闭环控制方法，基于上述任一项基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置实现，包括活物闭环控制方法和静物闭环控制方法；
[0018]所述活物闭环控制方法包括如下步骤：
[0019]当拖拉机自动驾驶时，安全闭环装置启动；
[0020]当拖拉机前方有活物时，所述红外热成像设备监测到活物信息并发送活物信号至拖拉机控制系统；
[0021]所述拖拉机控制系统通知视觉系统进行活物为人或动物的判断，所述拖拉机控制系统发送报警信号至报警系统进行声光报警；
[0022]所述拖拉机控制系统将此时的视觉画面信号和拖拉机定位信号发送至监控后台；
[0023]当活物在拖拉机的安全距离范围内，拖拉机仍自动行驶；
[0024]当活物进入一级安全距离内且是人时，拖拉机停车，监控后台通过视觉画面信号进行最终判断，决定是否继续行车；
[0025]当活物进入一级安全距离内且是动物时，拖拉机仍自动行驶；
[0026]当活物进入二级安全距离内且是动物时，拖拉机停车，监控后台通过视觉画面信号进行最终判断，决定是否继续行车。
[0027]进一步地，所述一级安全距离大于二级安全距离，一级安全距离为红外有效监测距离，二级安全距离为激光雷达有效监测距离。
[0028]进一步地，所述静物闭环控制方法包括如下步骤：
[0029]当拖拉机自动驾驶时，安全闭环装置启动；
[0030]当拖拉机前方有静物时，所述视觉系统设备监测静物信息并发送静物信号至拖拉机控制系统；
[0031]控制系统通知视觉系统对静物信号进行是否影响行车的判断；
[0032]如果视觉系统判断不影响行车，则继续行车；
[0033]如果视觉系统判断严重影响行车，拖拉机会立即停车，控制系统会将此时的视觉画面信号和拖拉机定位信号发送至监控后台；
[0034]如果视觉系统判断可能会影响行车，则拖拉机会继续行车，但会降速行驶，控制系统会将此时的视觉画面信号和拖拉机定位信号发送至监控后台；
[0035]若监控后台有停车指令或激光雷达检测到物体，则立即停车。
[0036]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0037]设计了一种内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置，利用装置从四维系统的角度出发，对内燃电传动拖拉机的无人驾驶提供闭环安全保障。四维的含义是从红外热成像、视觉采集、激光雷达、北斗定位的角度出发，对内燃电传动拖拉机的无人驾驶提供安全保障，提出一种全新的设备布局方式及工作方法，四个维度之间互为倚靠、互为输入输出，最
终实现内燃电传动拖拉机无人驾驶的闭环安全保障。本专利技术可以有效实现基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶，为拖拉机自动驾驶提供多重安全保障，促进高端智能农机、智慧农业发展。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术装置设备布局图。
[0040]图2为本专利技术装置视角图。
[0041]图中：1、红外热成像装置；2、拖拉机车身；3、第一激光雷达；4、第二激光雷达；5、视觉采集设备；6、拖拉机后视镜；7、北斗定位单元；8、拖拉机棚顶。
具体实施方式
[0042]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0043]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置，其特征在于，包括：四维系统，所述四维系统包括红外热成像单元、视觉采集单元、激光雷达单元和北斗定位单元(7)；所述红外热成像单元包括红外热成像装置(1)，四个红外热成像装置(1)分别设置于拖拉机车身(2)的四角处，两个红外热成像装置(1)分别设置于拖拉机车身(2)的两侧；所述红外热成像装置(1)监测活物信息并发送活物信号至拖拉机控制系统；所述激光雷达单元包括第一激光雷达(3)和第二激光雷达(4)，四个第一激光雷达(3)设置于拖拉机车身(2)的四角处，六个第二激光雷达(4)设置于红外热成像盲区处；所述激光雷达监测物体信号并发送至拖拉机控制系统；所述视觉采集单元包括视觉采集设备(5)，两个视觉采集设备(5)设置于拖拉机车身(2)前侧，两个视觉采集设备(5)设置于拖拉机车身(2)后侧，两个视觉采集设备(5)分别设置于拖拉机后视镜(6)上；所述视觉采集设备(5)采集视觉画面信号并发送至拖拉机控制系统；所述北斗定位单元(7)设置于拖拉机棚顶(8)；所述北斗定位单元(7)采集拖拉机定位信号并发送至拖拉机控制系统；拖拉机控制系统，所述拖拉机控制系统接收活物信号和物体信号并发送报警信号至报警系统，所述拖拉机控制系统接收活物信号并将此时的视觉画面信号和拖拉机定位信号发送至监控后台。报警系统，所述报警系统接收报警信号并进行声光报警。2.根据权利要求1所述的基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置，其特征在于，所述红外热成像装置(1)的监测视角为150
°
，所述红外热成像装置(1)与相邻的红外热成像装置(1)的视角交叉处为顶点，所述红外热成像装置(1)到顶点为第一边，相邻的红外热成像装置(1)到顶点为第二边，所述第一边、第二边与拖拉机车身(2)构成红外热成像盲区。3.根据权利要求1所述的基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶安全闭环装置，其特征在于，所述红外热成像装置(1)的有效监测半径为50米。4.根据权利要求1所述的基于四维系统的内燃电传动拖拉机自动驾驶...

【专利技术属性】
技术研发人员：于炳海，矫德余，韩红彬，王伟譞，吴宁，黄凯，李元治，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：