專利名稱：土地平整方法、土地平整控制裝置和土地平整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械控制技術(shù)，特別涉及一種土地平整方法、土地平整控制裝置和土地平整裝置。
背景技術(shù)：
目前在土地平整作業(yè)方面，土地平整的方法主要有常規(guī)平地、激光控制平地等方法。常規(guī)平地方法中采用的平地設(shè)備一般包括推土機、鏟運機和刮平機等，該種常規(guī)的土地平整設(shè)備具有土方運移量大、平地費用相對較低的特點，適合于地面起伏較大、原始平整程度較差的農(nóng)田粗平作業(yè)，可有效改變農(nóng)田的宏觀地形。這種常規(guī)土地平整的效果主要取決于推土機和刮平機的施工精度。但是由于推土機的升降采用手工控制，操作人員不能精確地控制其抬升或下落的高度，而刮平機的鏟運刀口與設(shè)備行進裝置間的相對位置固定，故平地施工時刀口將隨輪胎沿地面微地形的變化上下起伏，刮平及修整田面的效果有限。因此，受常規(guī)平地機具設(shè)備自身缺陷和人工操作精度較低等不利條件的影響，當平地效果達到一定平整程度后很難再有所提高，難以滿足農(nóng)田土地精細灌溉的要求。激光控制平地技術(shù)是利用激光束掃射形成參照平面作為非視覺操作控制手段，代替常規(guī)平地設(shè)備操作人員的目測判斷能力來自動控制液壓平地機具刀口的升降，從而能夠大幅度提高土地的平整精度，其感應(yīng)系統(tǒng)的靈敏性至少比人工視覺判斷和拖拉機操作人員的手動液壓控制系統(tǒng)精確10 50倍。但激光平地的作業(yè)范圍有限，受到激光發(fā)射器的激光發(fā)射半徑的影響不適宜大范圍土地平整作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種土地平整方法、土地平整控制裝置和土地平整裝置，以擴大土地平整的作業(yè)范圍。本發(fā)明提供的土地平整方法包括步驟1、通過接收機構(gòu)基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置的位置信息，其中， 所述位置信息中至少包括高程值；步驟2、將所述高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較以產(chǎn)生平地控制信號；步驟3、根據(jù)所述平地控制信號控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程。本發(fā)明還提供了一種土地平整控制裝置，包括接收機構(gòu)，用于基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置的位置信息，其中，所述位置信息中至少包括高程值；比較模塊，用于將所述高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較，以產(chǎn)生平地控制信號提供給平地機構(gòu)，控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程。
本發(fā)明還提供了一種土地平整裝置，包括本發(fā)明提供的土地平整控制裝置和平地機構(gòu)，所述平地機構(gòu)包括電磁閥驅(qū)動單元，用于根據(jù)接收到的所述平地控制信號輸出對液壓單元中閥芯的比例驅(qū)動信號以控制閥芯的位置；液壓單元，用于根據(jù)閥芯的位置將流過閥芯的液體壓力轉(zhuǎn)換為對平底鏟的驅(qū)動力；平地鏟，用于根據(jù)液壓單元的驅(qū)動力進行土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程；牽引單元，用于牽引平底鏟在待平整地塊間行進。本發(fā)明提供的土地平整方法、土地平整控制裝置和土地平整裝置，該土地平整方法基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置高程值并取出高程值，將該高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較以產(chǎn)生平地控制信號控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，作業(yè)范圍不受限制，可對任何面積的待平整地塊進行土地平整作業(yè)。


圖1為本發(fā)明實施例一所提供的土地平整方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例二所提供的土地平整方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例三所提供的土地平整控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例四所提供的土地平整控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例五所提供的土地平整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記200-接收天線；201-接收機構(gòu)；202-比較模塊；203-姿態(tài)信息獲取模塊；204-校正模塊；205-第一存儲模塊；206-三維地形圖繪制模塊；210-電磁閥驅(qū)動單元；211-液壓單元；212-平底鏟；213-牽引單元。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供了一種土地平整方法，該土地平整方法用于對待平整地塊進行土地平整作業(yè)，可采用平底鏟作為鏟土部件，由拖拉機牽引平底鏟在待平整地塊之間行進， 并通過液壓系統(tǒng)接收控制信號，由液壓系統(tǒng)根據(jù)控制信號控制平底鏟的挖土作業(yè)或填土作業(yè)，以對待平整地塊進行平整，使經(jīng)過平整的地塊滿足灌溉或種植等要求。實施例一圖1為本發(fā)明實施例一所提供的土地平整方法的流程圖，如圖1所示，該土地平整方法，包括步驟1、通過接收機構(gòu)基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置的位置信息，其中， 位置信息中至少包括高程值。步驟2、將高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較以產(chǎn)生平地控制信號。步驟3、根據(jù)平地控制信號控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，以將土地平整至預(yù)設(shè)基準高程?；谛l(wèi)星定位系統(tǒng)的接收機構(gòu)，主要包括接收天線和處理終端，通過接收天線接收衛(wèi)星信號并傳送給處理終端，處理終端根據(jù)接收天線傳送的衛(wèi)星信號和接收天線所在的點與待平整位置的相對位置進行演算得到待平整位置的位置信息，該位置信息中至少包括高程值，通常也可以得到該位置的經(jīng)度值、緯度值?？蓪⒔邮仗炀€放置在平地機構(gòu)上，通過接收天線所在的點的位置與平地機構(gòu)上的鏟土部件的相對位置演算獲得的鏟土部件所在位置的高程值，該位置的高程值即為待平整位置的高程值。也可將接收天線置于其他地方，通過接收天線接收衛(wèi)星信號，根據(jù)接收天線所在的點與待平整位置的相對位置進行演算得到待平整位置的高程值。預(yù)設(shè)基準高程是根據(jù)待平整地塊的情況事先計算出的該地塊的平均高程，將其作為平地的基準高程。該預(yù)設(shè)基準高程可以是一個也可以是多個，根據(jù)待平整地塊的地形情況而定，如果待平整地塊的地形起伏較大并且面積也較大，可以將地塊劃分成幾個部分，根據(jù)每部分的地塊地形計算出每個地塊的基準高程。由于在土地平整作業(yè)中，關(guān)鍵是獲知待平整位置的高程值并與預(yù)設(shè)基準高程進行比較，如果該高程值與預(yù)設(shè)基準高程不一致，則產(chǎn)生平地控制信號，根據(jù)該平地控制信號控制平地機構(gòu)進行土地平整作業(yè)，以將土地平整至預(yù)設(shè)基準高程。由于待平整地塊的地形為高低不平的狀態(tài)，通常在土地平整過程中平地機構(gòu)根據(jù)平地控制信號交替進行挖土或填土作業(yè)，可將從地勢較高位置所挖的土填到地勢較低的位置，平地機構(gòu)根據(jù)平地控制信號連續(xù)作業(yè)，對待平整地塊進行平整，對于平整的精度和效果主要取決于獲取的高程值和平地機構(gòu)根據(jù)平地控制信號進行作業(yè)的施工精度，通常情況下，平地機構(gòu)根據(jù)平地控制信號可完成對待平整地塊的土地平整作業(yè)，達到田間地面灌溉的均勻度的要求。如果對于土地平整的精度要求較高，也可以采用上述的方法進行多次的土地平整作業(yè)，以提高土地平整的精度和達到更好的效果。當然，如果遇到特殊情況，可與人工操作相結(jié)合，例如，一旦出現(xiàn)一直需要挖土作業(yè)而挖出的土超過平地機構(gòu)動力推動的范圍時，也就是平地機構(gòu)不能推動挖出的土，或者該位置的土質(zhì)較硬而平底機構(gòu)挖不動時，可由人工操作給平地機構(gòu)控制信號，將平底機構(gòu)上升，平地機構(gòu)不再推動攜帶挖出的土，平地機構(gòu)繼續(xù)行進進行后續(xù)的作業(yè)，或者是一直需要填土作業(yè)，而平地機構(gòu)攜帶的土量不夠時，由人工操作給平底機構(gòu)控制信號，平底機構(gòu)不再填土作業(yè)，平地機構(gòu)繼續(xù)行進進行后續(xù)的作業(yè)。由上述技術(shù)方案可知，該土地平整方法，基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置高程值，將高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較以產(chǎn)生平地控制信號控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，作業(yè)范圍不受限制，可對任何面積的待平整地塊進行土地平整作業(yè)，并且，該土地平整方法根據(jù)衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取高程值，即使天氣情況發(fā)生變化也不影響獲取高程值，受自然因素影響小。本實施例中，根據(jù)平地控制信號控制平地機構(gòu)進行土地平整作業(yè)的方式是，根據(jù)平地控制信號中的高程差，控制平地機構(gòu)上鏟土部件豎直方向的移動量，對土地平整作業(yè)， 以將土地平整至預(yù)設(shè)基準高程，其中，高程差為高程值與預(yù)設(shè)基準高程之間的差值。具體的是，如果高程值大于基準高程，說明該點的地勢較高，則輸出平地控制信號控制平地機構(gòu)上鏟土部件下降挖土，直到該位置的高程值與基準高程相等，并將挖出的土由鏟土部件推動攜帶，如果高程值小于基準高程，說明該位置的地勢較低，則輸出平地控制信號控制平地機構(gòu)上鏟土部件上升填土，可將由鏟土部件挖出推動攜帶的土填到地勢較低的位置，直到該位置的高程值與基準高程相等，如果獲取的高程值等于基準高程，平地機構(gòu)不動作。當然，根據(jù)平地控制信號控制平地機構(gòu)進行土地平整作業(yè)的方式可以有多種，例如由平地控制信號控制推土機進行土地平整作業(yè)，通過平地控制信號控制推土機的推土刀的位置和角度，進行鏟土或填土作業(yè)將土地平整至預(yù)設(shè)基準高程，或者通過平地控制信號控制刮平機的刮刀進行土地平整作業(yè)。實施例二圖2為本發(fā)明實施例二所提供的土地平整方法的流程圖，在上述實施例一的基礎(chǔ)上，接收機構(gòu)至少包括接收天線，如圖2所示，該土地平整方法在上述的步驟1之后還包括步驟11、實時獲取接收天線的姿態(tài)信息；步驟12、根據(jù)姿態(tài)信息對高程進行校正，而后執(zhí)行步驟2。通常接收機構(gòu)包括接收天線用于接收衛(wèi)星信號，通常放置在平地機構(gòu)上，由平地機構(gòu)攜帶，但是由于待平整地塊的地形復(fù)雜，因此，平地機構(gòu)在行進過程中會產(chǎn)生振動，因此也會造成接收天線的晃動，使得通過接收天線的位置演算所得到的高程值存在較大誤差，降低了得到高程數(shù)據(jù)的精度。因此，可對得到的高程值進行校正，本實施例中通過實時獲取接收天線的姿態(tài)信息，該姿態(tài)信息主要包括平地機構(gòu)行進時接收天線的航向角、俯仰角和橫滾角等參數(shù)，利用這些姿態(tài)信息參數(shù)修正得到的高程值，形成閉環(huán)反饋，對接收天線因晃動造成的誤差進行補償，剔除震動誤差，修正得到的高程值，以減小數(shù)據(jù)誤差，為后期進行土地平整提供更加精確的數(shù)據(jù)，從而提高土地平整的精度，并且也可為后續(xù)繪制土地平整之后的地塊的三維地形圖提供更加精確的測量數(shù)據(jù)。本實施例提供的土地平整方法進一步的，位置信息中還包括待平整位置的經(jīng)度值和緯度值，在步驟3之后還包括步驟31、實時存儲并刷新待平整位置的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值，并將刷新后的經(jīng)度值、緯度值和高程值作為土地平整之后的相應(yīng)位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值。步驟32、根據(jù)土地平整之后的相應(yīng)位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值，實時繪制土地平整之后的地塊的三維地形圖。通過接收機構(gòu)獲取的待平整位置的位置信息可以包括高程值，也可以獲取經(jīng)度值和緯度值，也可以根據(jù)需要得到其他所需要的信息，例如，可以獲取待平整位置的方位角等，不限于本實施例中的位置信息。由于在平整土地過程中，需要進行挖土或填土作業(yè)，因此某些待平整位置的經(jīng)度值、緯度值和高程值可能會發(fā)生變化，如果某些位置的坐標發(fā)生變化，可根據(jù)后一時刻的該位置信息數(shù)據(jù)對前一時刻的該位置信息數(shù)據(jù)進行刷新，將刷新后的數(shù)據(jù)作為土地平整之后的該位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值，并利用上述地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值實時繪制土地平整之后的地塊的三維地形圖，當對待平整地塊平整完成之后，同時也就繪制出了平整之后整個地塊的三維地形圖，因此實現(xiàn)土地平整與地形測量同時進行， 并可根據(jù)繪制出的平整之后地塊的三維地形圖對平地效果進行評價。在利用平地機構(gòu)進行平地時，需要對地勢高的位置進行挖土作業(yè)，而對地勢低的位置進行填土作業(yè)，因此需要合理確定平地機構(gòu)的平地路線，將挖土和填土作業(yè)相結(jié)合，例如，如果平地機構(gòu)一直在需要填土作業(yè)或挖土的路線中行進，平地機構(gòu)承載的土不能滿足填土要求或者平地機構(gòu)的動力不能推動所攜帶的土，通過人工操作平地機構(gòu)將繼續(xù)行進， 但因此影響土地平整作業(yè)的效果。針對上述情況，在上述實施例一或?qū)嵤├幕A(chǔ)上，進一步的，步驟1之前還包括步驟101、存儲并顯示待平整地塊的三維地形圖。步驟102、根據(jù)顯示的待平整地塊的三維地形圖確定平地機構(gòu)的平地路線。通過顯示待平整地塊的三維地形圖可以了解待平整地塊的地形情況，了解各個位置地勢的高低，為平地機構(gòu)制定平地路線提供依據(jù)，確定合理的平地路線，優(yōu)選的路線是使平地機構(gòu)在平地過程中將地勢高的位置土直接填到地勢低的位置，可提高土地平整作業(yè)的效率。實施例三本發(fā)明實施例還提供了一種土地平整控制裝置，可實施本發(fā)明實施例提供的土地平整方法，圖3為本發(fā)明實施例三所提供的土地平整控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示， 該土地平整控制裝置包括接收機構(gòu)201和比較模塊202。接收機構(gòu)201用于基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置的位置信息，其中，位置信息中至少包括高程值。比較模塊202用于將高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較以產(chǎn)生平地控制信號提供給平地機構(gòu)，控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程。 本發(fā)明實施例土地平整控制裝置可采用本發(fā)明實施例提供的土地平整方法，控制平地機構(gòu)進行土地平整作業(yè)，通過接收機構(gòu)實時獲取待平整位置高程值，采用比較模塊將高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生平地控制信號提供給平地機構(gòu)，控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，以將土地平整至預(yù)設(shè)基準高程，利用該控制裝置控制平地機構(gòu)進行土地平整作業(yè)的范圍不受限制，可對任何面積的待平整地塊進行土地平整作業(yè)，并且受自然因素影響小。實施例四圖4為本發(fā)明實施例四所提供的土地平整控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，在上述實施例三的基礎(chǔ)上，進一步的，如圖4所示，接收機構(gòu)201至少包括接收天線200，該土地平整控制裝置還包括姿態(tài)信息獲取模塊203和校正模塊204。姿態(tài)信息獲取模塊203用于實時獲取接收天線200的姿態(tài)信息。校正模塊204用于根據(jù)姿態(tài)信息對獲取的高程進行校正。進一步的，該土地平整控制裝置還包括第一存儲模塊205和三維地形圖繪制模塊 206。第一存儲模塊205用于實時存儲并刷新待平整位置的經(jīng)度值、緯度值和高程值， 并將刷新后的經(jīng)度值、緯度值和高程值作為土地平整之后的相應(yīng)位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值。三維地形圖繪制模塊206用于根據(jù)土地平整之后的相應(yīng)位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值實時繪制土地平整之后的地塊的三維地形圖。在土地平整過程中，可通過接收機構(gòu)實時獲取待平整位置的經(jīng)度值、緯度值和高程值，并發(fā)送給第一存儲模塊，由第一存儲模塊實時存儲獲取的待平整位置的經(jīng)度值、緯度值和高程值，但是由于在土地平整時需要進行挖土或填土作業(yè)，因此某些待平整位置的經(jīng)度值、緯度值和高程值可能會發(fā)生變化，如果某些位置的坐標發(fā)生變化，第一存儲模塊可根據(jù)后一時刻的該位置信息數(shù)據(jù)對前一時刻的該位置信息數(shù)據(jù)進行刷新，將刷新后的數(shù)據(jù)作為土地平整之后的該位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值，并傳送給三維地形圖繪制模塊，利用上述的位置信息數(shù)據(jù)由三維地形圖繪制模塊實時繪制土地平整之后的地塊的三維地形圖，當對待平整地塊全部完成平地作業(yè)之后，同時也就繪制出了平整之后地塊的三維地形圖，因此實現(xiàn)土地平整與對地塊地形測量同時進行，并可通過根據(jù)繪制出的平整之后地塊的三維地形圖對平地效果進行評價。進一步的，該土地平整控制裝置，還包括第二存儲模塊和顯示模塊。第二存儲模塊用于存儲待平整地塊的三維地形圖。顯示模塊用于顯示待平整地塊的三維地形圖。上述土地平整控制裝置中的各個功能模塊和機構(gòu)，可以通過硬件的方式實現(xiàn)，或者是通過帶有程序指令的硬件的方式實現(xiàn)，對于模塊的形式不必進行限定。比如，接收機構(gòu)可以采用GPS接收機實現(xiàn)，姿態(tài)信息獲取模塊可以采用姿態(tài)傳感器，比較模塊和校正模塊可以通過相關(guān)電路或者帶有程序指令的處理器實現(xiàn)，第一存儲模塊和第二存儲模塊可以采用存儲器、磁盤或光盤等存儲介質(zhì)實現(xiàn)，顯示模塊可以是各種顯示終端，也可以在一臺計算機中配置同時實現(xiàn)上述比較、校正、存儲和顯示功能的功能模塊，通過計算機實現(xiàn)比較、校正、存儲和顯示功能，也可在該計算機中還設(shè)置包含具有三維地形圖繪制程序指令的功能模塊，同時實現(xiàn)三維地形圖繪制功能。本發(fā)明實施例還提供了一種土地平整裝置，包括上述任一實施例提供的地平整控制裝置和平地機構(gòu)，可實施本發(fā)明實施例提供的土地平整方法，并利用本發(fā)明實施例提供的土地平整控制裝置控制平地機構(gòu)進行土地平整作業(yè)。實施例五圖5為本發(fā)明實施例五所提供的土地平整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該土地平整裝置包括土地平整控制裝置和平地機構(gòu)，該土地平整控制裝置包括接收機構(gòu)201、比較模塊202、姿態(tài)信息獲取模塊203、校正模塊204、第一存儲模塊205和三維地形圖繪制模塊 206，接收機構(gòu)201包括接收天線200，該平地機構(gòu)包括電磁閥驅(qū)動單元210、液壓單元211、平底鏟212和牽引單元213。電磁閥驅(qū)動單元210用于根據(jù)接收到的平地控制信號輸出對液壓單元中閥芯的比例驅(qū)動信號以控制閥芯的位置。液壓單元211用于根據(jù)閥芯的位置將流過閥芯的液體壓力轉(zhuǎn)換為對平底鏟的驅(qū)動力。平底鏟212用于根據(jù)液壓單元的驅(qū)動力進行土地平整作業(yè)，以將土地平整至預(yù)設(shè)
基準高程。牽引單元213用于牽引平底鏟在待平整地塊間行進，可以采用拖拉機或其他牽引裝置作為牽引單元牽引平底鏟在待平整地塊間按一定平地路線行進，逐步完成對整個地塊的平整作業(yè)。電磁閥驅(qū)動單元可以通過PLC實現(xiàn)，(ftOgrammable Logic Controller，可編程邏輯控制器，簡稱PLC)，或者通過相關(guān)的電路實現(xiàn)，液壓單元可以是各種液壓機以通過液壓傳遞對平底鏟的驅(qū)動力，不限于本實施例提供的方式。利用本實施例提供的平地機構(gòu)進行土地平整作業(yè)時，由于平地控制信號的發(fā)送頻率通常大于液壓單元執(zhí)行動作的頻率，需要通過電磁閥驅(qū)動單元對接收到的平地控制信號進行轉(zhuǎn)換，根據(jù)接收到的平地控制信號的信號頻率和液壓單元執(zhí)行動作的頻率進行比例轉(zhuǎn)換，輸出閥芯的比例驅(qū)動信號，閥芯根據(jù)轉(zhuǎn)換后的該比例驅(qū)動信號開啟移動至相應(yīng)的位置， 通過液壓單元將流過閥芯的液體的壓力轉(zhuǎn)換為對平底鏟的驅(qū)動力，可通過流過閥芯的液體的流量和方向，產(chǎn)生對平底鏟的不同方向驅(qū)動力，通過該驅(qū)動力驅(qū)動平底鏟填土或者挖土以進行土地平整作業(yè)。本實施例提供的平地機構(gòu)通過液壓單元驅(qū)動平地鏟的動作，容易實現(xiàn)自動化控制，并且液壓驅(qū)動的反應(yīng)速度快，傳動誤差小，有利于提高對土地平整的作業(yè)精度。當然，平地機構(gòu)也可以采用其他的結(jié)構(gòu)形式，不限于本實施例，例如，通過PLC接收平地控制信號，并通過PLC輸出對相應(yīng)電氣元件的控制信號進而控制推土機或刮平機的土地平整作業(yè)。為更好的接收衛(wèi)星信號，可將接收天線固定于平地機構(gòu)的平地鏟上方的桅桿上， 通過平底鏟所在的位置與接收天線所在的點的相對位置演算獲得的平底鏟所在位置高程值，該高程值即為待平整位置的高程值。由于接收天線所在的點與平底鏟所在的位置的只在豎直高度上有相對距離，因此利用該相對位置演算待平整位置的高程值時，運算簡單，并且誤差較小，可提高獲得高程值的精度。也可將接收天線放置在平地機構(gòu)的其他位置，通過接收天線接收衛(wèi)星信號，根據(jù)接收天線所在的點與待平整位置的相對位置進行演算得到待平整位置的高程值。利用本發(fā)明實施例提供的土地平整裝置進行土地平整作業(yè)，作業(yè)范圍不受限制， 可對任何面積的地塊進行土地平整作業(yè)，受自然因素影響小，并且可實現(xiàn)土地平整作業(yè)與和地塊地形測量的一體化作業(yè)，在采集高程數(shù)據(jù)過程中加入了數(shù)據(jù)校正環(huán)節(jié)，有效提高了土地平整作業(yè)的精度和地形測量的精度。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種土地平整方法，其特征在于，包括步驟1、通過接收機構(gòu)基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置的位置信息，其中，所述位置信息中至少包括高程值；步驟2、將所述高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較以產(chǎn)生平地控制信號；步驟3、根據(jù)所述平地控制信號控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土地平整方法，其特征在于，所述步驟3具體包括根據(jù)所述平地控制信號中的高程差，控制平地機構(gòu)上鏟土部件豎直方向的移動量，對土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程，其中，所述高程差為所述高程值與預(yù)設(shè)基準高程之間的差值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的土地平整方法，其特征在于，所述接收機構(gòu)至少包括接收天線，所述步驟1之后還包括步驟11、實時獲取接收天線的姿態(tài)信息；步驟12、根據(jù)所述姿態(tài)信息對所述高程值進行校正，而后執(zhí)行步驟2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的土地平整方法，其特征在于，所述位置信息中還包括待平整位置的經(jīng)度值和緯度值，則所述步驟3之后還包括步驟31、實時存儲并刷新待平整位置的經(jīng)度值、緯度值和高程值，并將刷新后的所述經(jīng)度值、緯度值和高程值作為土地平整之后的相應(yīng)位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值；步驟32、根據(jù)所述土地平整之后的相應(yīng)位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值，實時繪制土地平整之后的地塊的三維地形圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的土地平整方法，其特征在于，所述步驟1之前還包括步驟101、存儲并顯示待平整地塊的三維地形圖；步驟102、根據(jù)所述顯示的待平整地塊的三維地形圖確定平地機構(gòu)的平地路線。
6.一種土地平整控制裝置，其特征在于，包括接收機構(gòu)，所述接收機構(gòu)至少包括接收天線，用于基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置的位置信息，其中，所述位置信息中至少包括高程值；比較模塊，用于將所述高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較，以產(chǎn)生平地控制信號提供給平地機構(gòu)，控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的土地平整控制裝置，其特征在于，還包括姿態(tài)信息獲取模塊，用于實時獲取接收天線的姿態(tài)信息；校正模塊，用于根據(jù)所述姿態(tài)信息對所述高程值進行校正。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的土地平整控制裝置，其特征在于，所述位置信息中還包括待平整位置的經(jīng)度值和緯度值，還包括第一存儲模塊，用于實時存儲并刷新待平整位置的經(jīng)度值、緯度值和高程值，并將刷新后的所述經(jīng)度值、緯度值和高程值作為土地平整之后的相應(yīng)位置的地塊的表面經(jīng)度值、緯度值和高程值；三維地形圖繪制模塊，用于根據(jù)所述土地平整之后的相應(yīng)位置的地塊的表面經(jīng)度值、 緯度值和高程值實時繪制土地平整之后的地塊的三維地形圖。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的土地平整控制裝置，其特征在于，還包括 第二存儲模塊，用于存儲待平整地塊的三維地形圖；顯示模塊，用于顯示待平整地塊的三維地形圖。
10.一種土地平整裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求6-9任一所述的土地平整控制裝置和平地機構(gòu)，所述平地機構(gòu)包括電磁閥驅(qū)動單元，用于根據(jù)接收到的所述平地控制信號輸出對液壓單元中閥芯的比例驅(qū)動信號以控制閥芯的位置；液壓單元，用于根據(jù)閥芯的位置將流過閥芯的液體壓力轉(zhuǎn)換為對平底鏟的驅(qū)動力； 平地鏟，用于根據(jù)液壓單元的驅(qū)動力進行土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程；牽引單元，用于牽引平底鏟在待平整地塊間行進。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土地平整方法、土地平整控制裝置和土地平整裝置，該土地平整方法包括通過接收機構(gòu)基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置的位置信息，其中，位置信息中至少包括高程值；將高程值與預(yù)設(shè)基準高程進行比較以產(chǎn)生平地控制信號；根據(jù)平地控制信號控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，以將土地平整至所述預(yù)設(shè)基準高程。該土地平整方法基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時獲取待平整位置高程值并與預(yù)設(shè)基準高程進行比較以產(chǎn)生平地控制信號控制平地機構(gòu)的土地平整作業(yè)，作業(yè)范圍不受限制，可對任何面積的待平整地塊進行土地平整作業(yè)。
文檔編號G05B19/04GK102282925SQ20111013877
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者劉兆祥, 劉剛, 孟慶寬, 李鑫磊, 郭明明 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學