[发明专利]一种农机全覆盖路径规划方法

说明书

本发明提供一种农机全覆盖路径规划方法，包括：S1：测定地块坐标以及初始航向角，建立坐标系；S2：设定第一边界线，计算作业行数以及最小转弯半径；S3：计算作业行的一般直线方程以及拐点坐标；S4：农机沿平行于第一边界线的路径先自第一边界线向第二边界线正向梭行，走梨形圆掉头后再自第二边界线向第一边界线反向梭行，正向梭行路径和反向梭行路径相互交叉；S5：对未收区域补边。本发明的路径规划方法适用于任意四边形地块，会自动选择路径，覆盖率高、效率高且能耗低。

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其是一种农机的路径规划方法。

背景技术

在现有技术中，常规农机，如拖拉机、收割机等在作业时存在频繁转弯，影响机组的作业效率。特别是不规则的田间地块，农机在田间作业时若没有科学的路径规划，很难保证合理有效的作业面积且能源消耗高。因此，有必要提供一种农机全覆盖路径规划方法，以克服上述中存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种农机全覆盖路径规划方法。

根据本发明的一个方面，提供一种农机全覆盖路径规划方法，包括：

S1：测定四边形工作区域的地块坐标以及农机的初始航向角，建立工作区域平面坐标系；

S2：设定工作区域的第一边界线，输入农机的作业幅宽S，计算农机共需行驶的作业行数N以及最小转弯半径R1；

S3：计算与第一边界线平行的作业行的一般直线方程以及拐点坐标；

S4：工作区域包括与第一边界线相对的第二边界线，农机沿平行于第一边界线的作业行梭行，梭行路径包括正向梭行和反向梭行，沿作业行自第一边界线向第二边界线梭行为正向梭行，沿作业行自第二边界线向第一边界线梭行为反向梭行，农机先正向梭行，走梨形圆掉头后再反向梭行，正向梭行和反向梭行的路径相互交叉；

S5：对未收区域补边。

优选地，所述第一边界线与第二边界线之间的距离为b，作业行数N＝[b/S]，[b/S]定义为不超过b/S的最大整数。

优选地，所述最小转弯半径、作业幅宽以及梨形圆半径均相等，所述梨形圆与正向梭行路径以及反向梭行路径的连接处为圆弧，圆弧半径为R1。

优选地，GPS实时发送农机的GPS航向，计算农机初始航向角，所述第一边界线由初始航向角判定。

优选地，所述工作区域还包括第一边界线相邻两侧的第三边界线以及第四边界线，计算与第三边界线平行的第三平行线的一般直线方程以及与第四边界线平行的第四平行线的一般直线方程，第三平行线和第四平行线均位于工作区域内部，所述拐点为第三平行线和所述作业行的交点以及第四平行线和所述作业行的交点。

优选地，所述未收区域包括位于第三平行线和第三边界线之间的第一拐弯区域、位于第四平行线和第四边界线之间的第二拐弯区域以及位于正向梭行路径的最后一行和第二边界线之间的余量区域。

优选地，农机沿直线行驶至拐点处，以拐点为起点，沿半径为R1的半圆形路径行驶至下一个拐点，半圆形路径和第三边界线或第四边界线的距离至少为二分之一作业幅宽，半圆形路径的圆心在第三平行线或第四平行线上。

优选地，所述第一拐弯区域和第二拐弯区域的补边路径和半圆形路径相切，第一拐弯区域的补边路径和第三边界线的距离为二分之一作业幅宽，第二拐弯区域的补边路径和第四边界线的距离也为二分之一作业幅宽。

优选地，所述余量区域的补边路径和第二边界线之间的距离至少为二分之一的作业幅宽。

优选地，反向梭行的路径位于正向梭行的相邻两个作业行之间，正向梭行或反向梭行的相邻两作业行之间的距离小于等于两倍最小转弯半径R1。