基于北斗导航的农业机械姿态监测装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921701127.0 (22)申请日 2019.10.12 (73)专利权人 江苏农林职业技术学院 地址 212400 江苏省镇江市句容市文昌东 路19号 (72)发明人 赵霞高菊玲徐荣丽栗林 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 柏尚春 (51)Int.Cl. G05D 1/02(2020.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种基于北斗导航的农业机械姿态监测装 置 (57)摘要 本实用新型。

2、公开了一种基于北斗导航的农 业机械姿态监测装置， 包括农机、 图像采集装置、 机架、 北斗定位接收装置、 计时器、 报警装置、 显 示屏； 所述图像采集装置安装在农机的机头前 端； 所述机架顶端安装北斗定位接收装置； 所述 计时器安装在农机的车轮侧面； 所述报警装置安 装在驾驶座位前的平台上； 所述显示屏安装在农 机的机头； 所述图像采集装置、 北斗定位接收装 置、 计时器、 报警装置、 显示屏均连接于农机的主 控制器。 该装置能够实时监测农机位姿、 提高农 机作业时定位精度。 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 CN 210691110 U 2020.06.05 CN 210691110 。

3、U 1.一种基于北斗导航的农业机械姿态监测装置， 其特征在于： 包括农机(1)、 图像采集 装置(2)、 机架(3)、 北斗定位接收装置(4)、 计时器(5)、 报警装置(6)、 显示屏(7)； 所述图像 采集装置(2)安装在农机(1)的机头前端； 所述机架(3)顶端安装北斗定位接收装置(4)； 所 述计时器安装在农机(1)的车轮侧面； 所述报警装置(6)安装在驾驶座位前的平台上； 所述 显示屏(7)安装在农机(1)的机头； 所述图像采集装置(2)、 北斗定位接收装置(4)、 计时器 (5)、 报警装置(6)、 显示屏(7)均连接于农机(1)的主控制器。 2.根据权利要求1所述的农业机械姿态监。

4、测装置， 其特征在于： 所述图像采集装置(2) 为单目摄像头。 3.根据权利要求1所述的农业机械姿态监测装置， 其特征在于： 所述报警装置(6)包括 报警器和报警灯。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210691110 U 2 一种基于北斗导航的农业机械姿态监测装置 技术领域 0001 本实用新型属于农业机械技术， 具体涉及一种基于北斗导航的农业机械姿态监测 装置。 背景技术 0002 随着我国农业现代化加速发展， 农村土地规模经营、 农业劳动力的大量转移， 精准 农业和智能农业装备将是现代化农业发展的方向， 因此对农村装备技术和操作人员提出了 更高的要求。 而农业机械在作业中的姿态对作业有。

5、着重大的影响， 农业机械的的姿态主要 包括俯仰角和横滚角， 而横滚角是影响作业质量、 定位精度和机具操控性能的重要因素。 0003 但是， 农业机械在一定坡度的农田中作业姿态却会不断变化， 例如， 在土壤耕作、 种植等环节， 农业机械在垄作区耕种时农业机械跨垄作业， 农业机械俯仰和侧倾都会影响 耕作的深度； 在田间跨垄作业时， 由于人员操作不当、 垄弯曲， 可能会使得农业机械的轮胎 一侧在垄台上， 另一侧在垄沟里， 此时农业机械的位姿会引起机具的坡度角在一定范围内 的发生变化， 进而影响农业机械作业的动态平衡； 在崎岖的地形条件下， 农业机械在上下坡 时容易发生翻滚的危险， 造成财产损失甚至还。

6、会危及操作人员的生命安全。 实用新型内容 0004 发明目的： 本实用新型的目的在于提供一种能够实时监测农机位姿、 提高农机作 业时定位精度的基于北斗导航的农业机械姿态监测装置。 0005 技术方案： 本实用新型的基于北斗导航的农业机械姿态监测装置， 包括农机、 图像 采集装置、 机架、 北斗定位接收装置、 计时器、 报警装置、 显示屏； 所述图像采集装置安装在 农机的机头前端； 所述机架顶端安装北斗定位接收装置； 所述计时器安装在农机的车轮侧 面； 所述报警装置安装在驾驶座位前的平台上； 所述显示屏安装在农机的机头； 所述图像采 集装置、 北斗定位接收装置、 计时器、 报警装置、 显示屏均连。

7、接于农机的主控制器。 0006 所述图像采集装置为单目摄像头； 该单目摄像头用来采集图像并对图像进行处理 从而获得横滚角。 0007 所述报警装置包括报警器和报警灯； 该报警装置用来警示工作人员。 0008 有益效果： 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果在于： (1)能够实时监测农机 位姿； (2)通过仿射变换实现对农机横滚角进行有效监测， 且监测结果实时更新， 显示在显 示屏上； (3)通过北斗定位系统监控农机的位置， 实现了农业的精准化。 附图说明 0009 图1为本实用新型的基于北斗导航的农业机械姿态监测装置的结构示意图； 0010 图2为本实用新型的基于北斗导航的农业机械姿态监测方。

8、法的流程图。 说明书 1/2 页 3 CN 210691110 U 3 具体实施方式 0011 下面结合具体实施方式和说明书附图对本实用新型作进一步详细说明。 0012 如图1和图2所示， 本实用新型包括农机1、 图像采集装置2、 机架3、 北斗定位接收装 置4、 计时器5、 报警装置6、 显示屏7； 图像采集装置2安装在农机1的机头前端； 在本实施例 中， 图像采集装置2采用单目摄像头； 机架3顶端安装北斗定位接收装置4； 计时器5安装在农 机1的车轮侧面； 报警装置6安装在驾驶座位前的平台上； 报警装置6包括报警器和报警灯； 显示屏7安装在农机1的机头； 图像采集装置2、 北斗定位接收装置。

9、4、 计时器5、 报警装置6、 显 示屏7均连接于农机1的主控制器， 本实施例中， 农业机械选用的是平地机。 0013 作业前， 将系统初始化并设定图农机行进时间T和横滚角的阈值max； 利用北斗 定位接收装置4对平地机进行定位， 并将位置信息输入农机1的主控制器， 平地机在工作区 域内时， 平地机开始前进； 单目摄像机开始采集平地机当前前方的图像， 对图像进行灰度处 理， 进行灰度处理之后利用中值滤波法消除图像中孤立的噪声点， 然后提取图像特征； 利用 仿射变换获取行进过程中的横滚角， 获取前后两张图像的特征点， 对特征点进行匹配， 获得 仿射变换矩阵； 根据仿射变换矩阵， 将当前图像的像素。

10、点投影到前一图像上， 得到当前图像 像素点在前一图像上的投影点进而获取横滚角； 将所获得的横滚角与设定的横滚角的 阈值max进行比较， 如果没有超过阈值max， 则农机1继续前进并继续采集农机前方图像重 复上述过程； 如果超过阈值max， 则说明此时农机1的位姿很危险， 容易发生侧翻等危险， 显 示屏7、 报警器和报警灯等报警装置开始发出警示， 提醒操作人员注意， 注意作业安全。 同 时， 将实际的农机行进时间t与设定的农机行进时间T进行比较， 当实际的农机行进时间t大 于或等于设定的农机行进时间T时显示此时的横滚角； 当实际的农机行进时间t小于设定 的农机行进时间T时， 农机1继续前进并继续采集农机前方图像重复上述过程。 当北斗定位 接收装置4所接受到的位置信息判断出平地机已经开出作业区域， 则停止监测。 说明书 2/2 页 4 CN 210691110 U 4 图1 图2 说明书附图 1/1 页 5 CN 210691110 U 5 。