1.基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:包括电磁线导航系统和自主作业车(13),自主作业车(13)位于电磁线导航系统的正下方,电磁线导航系统是可移动的,电磁线导航系统位于设施温室内种植地块的上方,用于规划所述自主作业车(13)的作业路径,使自主作业车(13)按照规定的路线行驶,自主作业车(13)依靠电磁线导航系统在设施环境下完成高精度进行作业;
所述导航装置还包括定位系统,定位系统用于确定自主作业车(13)在设施温室内所处的地块位置,以确定接下来的运行路线;
所述导航装置还包括云平台,云平台通过4G或5G网络方式连接不同地块的电磁线导航系统、定位系统和多个自主作业车,实现云端集中管控;
所述电磁线导航系统包括信号源发生器(1)和电磁线(2),信号源发生器(1)连接电磁线(2),为电磁线(2)提供电磁信号,电磁线(2)布置在设施温室的通行道路上方,使电磁线(2)周围会产生相对稳定的磁场,电磁线(2)生成十字交叉电磁信号和直角电磁信号。
2.如权利要求1所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述电磁线(2)包括设置在作业区域外围固定的电磁线,此处三个相连方向的电磁线固定不动;
所述电磁线(2)还包括设置在作业区域行间的电磁线,此处的电磁线可移动。
3.如权利要求2所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述电磁线导航系统还包括动滑轮,动滑轮连接有行进电机,行间的电磁线(2)可在动滑轮带动下移动,行间的电磁线(2)经动滑轮产生直角电磁信号,行间的电磁线(2)移动过程中与固定不动的电磁线(2)产生十字交叉电磁信号;
所述电磁线导航系统还包括导轨(8),导轨(8)固定到设施温室骨架上,行进电机均安装在导轨(8)上,可沿导轨运动,导轨(8)内部设有齿条,配合行进电机精确运动,通过动滑轮带动行间的电磁线(2)发生水平运动。
4.如权利要求2所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述电磁线导航系统还包括导航系统控制终端,导航系统控制终端连接信号源发生器(1)、第一行进电机(4)和第二行进电机(6),导航系统控制终端远程连接云平台,通过远程无线通信接收云平台的控制指令,实现信号源发生器(1)的开闭、第一行进电机(4)和第二行进电机(6)的正转、反转和停止。
5.如权利要求2所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述电磁线导航系统还包括定滑轮(7),定滑轮(7)固定到设施温室骨架上,电磁线(2)的三个拐角处各设置一定滑轮(7),电磁线(2)穿过定滑轮(7),使北边东西方向的电磁线(2)转为南北方向,西边南北方向的电磁线(2)转为东西方向,在拐弯处产生直角电磁信号。
6.如权利要求1所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述自主作业车(13)包括底盘,底盘上固定有驱动机构、升降机构(14)和电磁检测传感器(15),驱动机构用于驱动自主作业车(13)的整体运动,实现前进后退和原地转弯;升降机构(14)一端固定在底盘上,另一端连接电磁检测传感器(15),用于调节电磁检测传感器(15)的高度。
7.如权利要求6所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述自主作业车(13)还包括编码器和自主作业车控制终端,编码器实现在巡线行驶过程中记录里程,融合定位系统数据实现精确定位;自主作业车控制终端一端连接驱动机构、升降机构(14)、电磁检测传感器(15)和编码器,另一端连接云平台,通过接收云平台的控制指令实现自主作业车(13)的前进、后退、直角转弯,并将编码器测量的里程数据上传到云平台。
8.如权利要求6所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述电磁检测传感器(15)通过升降机构(14)安装到底盘的中心上,当自主作业车(13)原地绕底盘中心转向时,电磁检测传感器(15)绕底盘中心同步转动,电磁检测传感器(15)位于电磁线(2)的正下方,以电磁线(2)为中心对称设有若干垂直于电磁线(2)的垂直电感(11),以电磁线(2)为中心对称设有若干平行于电磁线(2)的平行电感(12),垂直电感(11)用于检测垂直于电磁检测传感器(15)的电磁信号,平行电感(12)用于检测平行于电磁检测传感器(15)的电磁信号,用于保证装置沿电磁线(2)铺设的方向前进和转向的信号获取。
9.如权利要求6所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述定位系统包括UWB定位模块和定位系统采集终端,UWB定位模块通过自主作业车(13)自身的定位标签(10)和定位基站(9)来获取自主作业车(13)当前位置,融合编码器测量的行驶里程数据实现自主作业车(13)在地块作业区域高精度定位,能够精准分辨出地块编号和自动作业车在电磁线(2)下的粗略位置;定位采集系统终端,一端连接UWB定位模块,另一端连接云平台,用于将自主作业车(13)的位置坐标上传到云平台。
10.如权利要求6所述的基于空地协作的设施环境下自主作业高精度导航装置,其特征在于:所述云平台包括自作作业车路径规划模块、空中可移动电磁线运动控制模块和自主作业车控制模块,自主作业车路径规划模块用于计算自主作业车的实时位置与工作地块间的坐标,并规划自主作业车(13)从当前位置到达工作地块的行驶路径;空中可移动电磁线运动控制模块用于自主作业车(13)在进入工作地块前开启本地块的空中可移动电磁线导航系统中的信号源发生器(1)、自主作业车在地块间运动时移动行间的电磁线(2)和自主作业车(13)离开地块后关闭本地块的空中可移动电磁线导航系统中的信号源发生器(1);自主作业车控制模块用于根据规划行驶路径向自主作业车(13)发送控制指令。