一种用于农田导航的定位装置及其定位方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115060265A(43)申请公布日2022.09.16(21)申请号202210592743.7(22)申请日2022.05.27(71)申请人华南农业大学地址510530广东省广州市天河区五山路483号(72)发明人杨文武龚从权罗熙霖钟勇陆键欣刘清海肖茵茵郭子洋(74)专利代理机构广州润禾知识产权代理事务所(普通合伙)44446专利代理师林伟斌周业飞(51)Int.Cl.G01C21/20(2006.01)G01C21/34(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称一种用于农田导航的定位装置及其定位方法(57)摘要本发明公开了一种用于农田导航的定位装置，包括底盘、控制组件、激光调整装置、激光发射与接收装置和激光信号反馈装置；所述底盘用于对整个定位装置提供支撑和动力；所述控制组件设置于底盘内，用于对整个定位装置进行导航以及信息交互；所述激光调整装置设置于底盘上方，且与控制组件电连接，用于与控制组件进行信息交互；所述激光发射与接收装置设置于激光调整装置的上方，用于发射或接收激光，并与所述激光调整装置电连接，以通过所述激光调整装置调节上下位移；所述激光信号反馈装置包括若干，且设置于所需导航的农田边界处，用于向激光发射与接收装置反馈激光，以向激光发射与接收装置提示坐标和方位。CN115060265ACN115060265A权利要求书1/3页1.一种用于农田导航的定位装置，其特征在于，包括底盘、控制组件、激光调整装置、激光发射与接收装置和激光信号反馈装置；所述底盘用于对整个定位装置提供支撑和动力；所述控制组件设置于底盘内，用于对整个定位装置进行导航以及信息交互；所述激光调整装置设置于底盘上方，且与控制组件电连接，用于与控制组件进行信息交互；所述激光发射与接收装置设置于激光调整装置的上方，用于发射或接收激光，并与所述激光调整装置电连接，以通过所述激光调整装置调节上下位移；所述激光信号反馈装置包括若干，且设置于所需导航的农田边界处，用于向激光发射与接收装置反馈激光，以向激光发射与接收装置提示坐标和方位。2.根据权利要求1所述的一种用于农田导航的定位装置，其特征在于，所述底盘的后方设置有用于与外部工作机具连接的安装组件，所述工作机具用于进行农田作业。3.根据权利要求1所述的一种用于农田导航的定位装置，其特征在于，所述控制组件包括设置于底盘内、且相互电连接的电机、工控机、中央处理器和通信电路；所述通信电路与激光调整装置进行信号通信，所述工控机与激光发射与接收装置电连接，用于接收所述激光发射与接收装置传输来的信息，所述中央处理器用于对激光发射与接收装置接收的信息进行处理，并进行信息交互。4.根据权利要求1所述的一种用于农田导航的定位装置，其特征在于，所述激光调整装置包括电动推杆和连接件，所述连接件用于安装所述激光发射与接收装置，所述电动推杆与控制组件连接，用于推动所述连接件上下移动，进而推动所述激光发射与接收装置进行上下位移。5.根据权利要求1所述的一种用于农田导航的定位装置，其特征在于，所述激光发射与接收装置包括激光雷达和激光数据传输线，所述激光雷达通过旋转不断发射激光并获取激光信号反馈装置的激光反馈信息，所述激光数据传输线用于将所述激光反馈信息传输给控制组件进行处理。6.根据权利要求1所述的一种用于农田导航的定位装置，其特征在于，所述激光信号反馈装置为反光装置，用于向激光发射与接收装置反射激光光束。7.根据权利要求1所述的一种用于农田导航的定位装置，其特征在于，所述激光信号反馈装置的中心线与激光发射与接收装置的激光发射中心线齐平。8.一种用于农田导航的定位方法，包括权利要求1～7任一项所述的定位装置，所述定位方法包括以下工作步骤：S1：通过控制组件给定底盘目标点和方向，使底盘按照设定的目标点和方向在农田内行走，并启动激光发射与接收装置、激光调整装置，使激光发射与接收装置扫描并记录周围激光信号反馈装置的坐标和方位；S2：利用扫描到的三个激光信号反馈装置的坐标和几何关系，根据三边定位算法，列出三边算法的方程组，并根据方程组解出底盘的坐标和姿态角信息；再判断底盘的位置信息是否为准确的点；如是，则直接进行下一步骤；如否，则先根据多个激光信号反馈装置的坐标信息，利用最小二乘法，列出最小二乘法方程组，以得到近似解，再进行下一步骤；S3：通过比对判断步骤S2获得的底盘位置信息是否与步骤S1给定的目标点和方向一2CN115060265A权利要求书2/3页致，以检测底盘当前是否偏航，如是，则根据比对的差值纠正航线，再进行下一步骤；如否，则直接进行下一步骤；S4：判断导航的目标点是否已经发布完，如是，则提示完成农田的导航作业；如否，则重复进行步骤S2‑S4，直至全部完成