CN204790564U - 一种自主行走轨迹线的划定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自主行走轨迹线的划定装置，该划定装置固定在行驶机构的前端，行驶机构内设置有自动转向机构，自动转向机构内设置有控制系统，该装置包括单独设置的激光器和采集装置；采集装置固定在行驶机构的前端且位于激光器和行驶机构之间；激光器的发射口正对着采集装置；采集装置的信号传输至控制系统。本实用新型实现了无痕自主行走轨迹线的划定，可以在任何复杂的作业环境下实现；行走轨迹线划定简单容易实现，省时省力，可提高作业效率；同时本实用新型为无痕划线，不会给作业环境带来污染，应用范围广泛；本实用新型可安装在任何带有自动转向机构的行驶机构上，不破坏原有的自动转向机构。

Description

一种自主行走轨迹线的划定装置

技术领域

本实用新型涉及一种轨迹线的装置，尤其是涉及一种自主行走轨迹线的划定装置。

背景技术

在现有的农田作业中和路面作业中，机械智能化行走应用特别广泛，自主导航设备的智能化行走是基于对初始轨迹线的判断，然后沿着初始轨迹线线行走；在现有技术中，初始轨迹线的设定大多是通过人工划线来实现。这种划线方法的缺点是：一、在有些农田作业和恶劣的作业环境中，这种划线方法很难实现；二、在作业线很长的时候这种划线方法费时费力，影响工作效率；三、在一些特殊的作业环境中，人工划线会对作业区域带来污染，影响作业效果。

在现有的农用机械中，安装有自动转向机构的行驶机构已经是现有技术，如授权公告号为CN202264815U的中国实用新型专利就公开了一种方向盘式农业机械自动驾驶转向执行机构。

在现有的通信和控制系统中，识别出光斑点并采集其位置信息也是现有技术，如申请号为200810035544.6的中国发明专利公开了一种激光笔指示与光点轨迹识别方法就可以识别出光点的位置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效、方便、应用范围广的自主行走轨迹线的划定装置，该划定装置固定在行驶机构的前端，所述行驶机构内设置有自动转向机构，所述自动转向机构内设置有控制系统，该装置包括单独设置的激光器和采集装置；所述采集装置固定在行驶机构的前端且位于所述激光器和行驶机构之间；所述激光器的发射口正对着所述采集装置；所述采集装置的信号传输至所述控制系统。

利用该装置实现自主行走轨迹线的划定方法包括以下步骤：

S1.将行驶机构和激光器置于一条直线作业线的起点和终点；

S2.调整激光器的高度使得其光束投影在固定于行驶机构前端的采集装置上形成光斑；

S3.采集装置采集光斑在其识别范围内的位置信息；

S4.采集装置将采集到光斑位置信息传给行驶机构中自动转向机构内的控制系统，控制系统将该位置设定为基点位置，控制系统控制行驶机构朝该基点位置方向行走；

S5.采集装置实时地将采集到的光斑位置信息传给控制系统；

S6控制系统将光斑的基点位置与实时位置比较后调整行驶方向，直至基点位置与实时位置位于同一条竖直线上。

在上述自主行走轨迹线的划定方法中，所述步骤S6的具体调整方法为：当控制系统识别到光斑的基点位置位于实时位置右边的时候，控制系统控制自动转向机构往左转向直至基点位置与实时位置位于同一条竖直线上；当控制系统识别到光斑的基点位置位于实时位置左边的时候，控制系统控制自动转向机构往右转向直至基点位置与实时位置位于同一条竖直线上。

本实用新型相对于现有技术来说，实现了无痕的自主行走轨迹线的划定，可以在任何复杂的作业环境下实现，行走轨迹线划定简单容易实现，省时省力，可提高作业效率；同时本实用新型为无痕划线，不会给作业环境带来污染，应用范围广泛；本实用新型可安装在任何带有自动转向机构的行驶机构上，不破坏原有的自动转向机构；同时本实用新型结构和方法简单，易于实现、掌握和推广。

根据本实用新型一种自主行走轨迹线的划定装置的一个实施例，所述采集装置为一个光感面板，所述光感面板信号连接至所述控制系统；激光器发射的光束在光感面板上形成光斑，光感面板将感应的光斑位置信息传输给控制系统。

采集装置也可通过以下方式实现，所述采集装置包括接收板和图像采集像头，所述图像采集像头位于所述接收板的后方，所述图像采集像头信号连接至所述控制系统。所述接收板可透光，比如说接收板为一块白布，图像采集像头在其后方也可采集到激光器的光束在其前面投影形成的光斑位置。

在上述采集装置的实施方式中，为了使得采集装置的固定更牢靠，所述图像采集像头通过连接架固定在行驶机构的前端，所述接收板通过托架固定在所述连接架上。

作为本实用新型一种自主行走轨迹线的划定装置的进一步改进，为了使得激光器的固定更稳固，也为了使本实用新型一种自主行走轨迹线的划定装置可适用于任何高度的行走机构，所述激光器固定在可调节高度的三脚架上；在本实用新型的一个实施例中，三脚架的高度调节通过固定在其顶端的升降杆来实现，激光器固定在升降杆的顶端。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型采用如上技术方案，即通过在行驶机构的前端安装采集装置，并将行驶机构和激光器放置在直线作业线的起点和终点，实现了无痕自主行走轨迹线的划定，可以在任何复杂的作业环境下实现；行走轨迹线划定简单容易实现，省时省力，可提高作业效率；同时本实用新型为无痕划线，不会给作业环境带来污染，应用范围广泛；本实用新型可安装在任何带有自动转向机构的行驶机构上，不破坏原有的自动转向机构；同时本实用新型结构和方法简单，易于实现、掌握和推广。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型一种自主行走轨迹线的划定装置所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征所带来的优点，将结合附图作进一步详细的说明。

附图说明

图1是本实用新型一种自主行走轨迹线的划定装置当采集装置为第一种实施例时的结构示意图；

图2是本实用新型一种自主行走轨迹线的划定装置当采集装置为另一种实施方式时的结构示意图；

图3是利用本实用新型实现自主行走轨迹线的划定方法的流程图；

图4是本实用新型采用的采集装置为其第一种实施例时的原理框图；

图5是本实用新型采用的采集装置为其第二种实施例时原理框图；

图6本实用新型一种自主行走轨迹线的划定装置应用在行驶机构上的结构示意图；

图中：10、行驶机构；20、激光器；30、作业线；21、光斑；40、控制系统；51、光感面板；52、接收板；53、图像采集像头；61、连接架；62、托架；70、三脚架；11、方向盘；12、导向轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示为本实用新型一种自主行走轨迹线的划定装置的第一种实施方式，该自主行走轨迹线的划定装置固定在行驶机构10的前端，所述行驶机构10内设置有自动转向机构，所述自动转向机构内设置有控制系统40，该自主行走轨迹线的划定装置还包括单独设置的激光器20；所述采集装置固定在行驶机构10的前端且位于所述激光器20和行驶机构10之间；所述激光器20的发射口正对着所述采集装置；所述采集装置的信号传输至所述控制系统40。

在本实施例中，上述采集装置为一个光感面板51，所述光感面板51信号连接至所述控制系统40；激光器20发射的光束在光感面板51上形成光斑21，光感面板51可将感应的光斑21的位置信息传输给控制系统40。

在上述实施例中，采集装置也可通过以下方式实现，如图2所示，所述采集装置包括接收板52和图像采集像头53，所述图像采集像头53位于所述接收板52的后方，所述图像采集像头53采集接收板52的图像信息，其信号连接至所述控制系统40；控制系统40自动识别图像上光斑21的位置；在本实施例中所述接收板为一块白布，图像采集像头在其后方也可采集到激光器的光束在其前面投影形成的光斑位置。接收板也可以是其他的任何可透光的平面物体。

在上述技术方案中，为了使得采集装置的固定更牢靠，所述图像采集像头53通过连接架61固定在行驶机构10的前端，所述接收板52通过托架62固定在所述连接架61上。

为了使得激光器20的固定更稳固，也为了使本实用新型自主行走轨迹线的划定装置可适用于任何高度的行走机构，所述激光器20固定在可调节高度的三脚架70上；三脚架70的顶端固定有升降杆，升降杆的顶端固定着激光器20。

如图3所示为利用本装置实现自主行走轨迹线的划定方法的流程图，图4为本实用新型采用的采集装置为其第一种实施例时的原理框图；该实施方式中，自主行走轨迹线的划定方法包括以下步骤：

S1.将行驶机构10和激光器20置于一条直线作业线的起点和终点；

S2.调整激光器20的高度使得其光束投影落在固定于行驶机构10前端的光感面板51上形成光斑21；

S3.光感面板51感应光斑21在其识别范围内的位置信息；

S4.光感面板51将感应到的光斑位置信息传给行驶机构10中自动转向机构内的控制系统40，控制系统40将该位置设定为基点位置，控制系统40控制行驶机构10的方向盘11转动，方向盘11带动导向轮12转向该基点位置方向；

S5.行驶机构10启动后，光感面板51实时地将感应到光斑位置信息传给控制系统40；

S6.控制系统40将光斑21的基点位置与实时位置比较后调整方向盘11的转向，从而控制导向轮12使得基点位置与实时位置位于同一条竖直线上。

在上述步骤S2中，调整激光器20的高度的时候应尽量使得其光斑21落光感面板51的中心位置，这样可以给光感面板一个均衡的左、右偏移的光斑识别范围。

如图5是本实用新型采用的采集装置为其第二种实施例时原理框图，该实施方式中，将实施方式一中的采集装置即光感面板51替换为接收板52和图像采集像头53，该实施例中，自主行走轨迹线的划定方法包括以下步骤：

S1.将行驶机构10和激光器20置于一条直线作业线的起点和终点；

S2.调整激光器20的高度使得其光束投影落在固定于行驶机构10前端的接收板52上形成光斑；

S3.位于接收板52后方的图像采集像头53采集接收板52的图像信息；

S4.图像采集像头53将采集到的光斑位置信息传给行驶机构10中自动转向机构内的控制系统40，控制系统40将识别出该位置并将其设定为基点位置，控制系统40控制行驶机构10的方向盘11转动，方向盘11带动导向轮12转向该基点位置方向；

S5.行驶机构10启动后，图像采集像头53实时地将采集到的接收板52的图像信息传给控制系统40，控制系统40将识别出该光斑21的实时位置；

S6.控制系统40将光斑21的基点位置与实时位置比较后调整方向盘11的转向，从而控制导向轮12转向直至基点位置与实时位置位于同一条竖直线上。

在上述步骤S2中，调整激光器20的高度的时候应尽量使得其光斑21落在接收板52的中心位置，这样可以给图像采集像头53均衡的左、右偏移光斑的识别范围。。

在上述两种采用不同采集装置的划定方法中，上述步骤S6的具体调整方法为：当控制系统40识别到光斑21的基点位置位于实时位置右边的时候，控制系统40控制自动转向机构往左转向直至基点位置与实时位置位于同一条竖直线上；当控制系统40识别到光斑21的基点位置位于实时位置左边的时候，控制系统40控制自动转向机构往右转向直至基点位置与实时位置位于同一条竖直线上。

如图6所示为自主行走轨迹线的划定装置应用在行驶机构10上的结构示意图，在该图中，行驶机构10和激光器20位于作业线30的起点和终点，激光器20发射的光束与作业线30平行，激光器发射的激光光束在接收板52形成光斑21，利用本实用新型自主行走轨迹线的划定其装置追踪光斑21的位置即可完成自主行走轨迹线的划定。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自主行走轨迹线的划定装置，该装置固定在行驶机构的前端，所述行驶机构内设置有自动转向机构，所述自动转向机构内设置有控制系统(40)，其特征在于：该装置包括单独设置的激光器(20)和采集装置；所述采集装置固定在行驶机构(10)的前端且位于所述激光器(20)和行驶机构(10)之间；所述激光器(20)的发射口正对着所述采集装置；所述采集装置的信号传输至所述控制系统(40)。

2.根据权利要求1所述的一种自主行走轨迹线的划定装置，其特征在于：所述采集装置为一个光感面板(51)，所述光感面板(51)信号连接至所述控制系统(40)。

3.根据权利要求1所述的一种自主行走轨迹线的划定装置，其特征在于：所述采集装置包括接收板(52)和图像采集像头(53)，所述图像采集像头(53)位于所述接收板(52)的后方，所述图像采集像头(53)信号连接至所述控制系统(40)。

4.根据权利要求3所述的一种自主行走轨迹线的划定装置，其特征在于：所述图像采集像头(53)通过连接架(61)固定在行驶机构的前端，所述接收板(52)通过托架(62)固定在所述连接架(61)上。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种自主行走轨迹线的划定装置，其特征在于：所述激光器(20)固定在可调节高度的三脚架(70)上。