[发明专利]拖拉机自动驾驶系统的局部引导轨迹规划方法及装置

说明书

本发明公开了一种拖拉机自动驾驶系统的局部引导轨迹规划方法及装置，局部引导轨迹规划方法包含：步骤1：设取局部引导轨迹为B样条曲线，基于B样条曲线设定局部引导轨迹的六个控制点的坐标参数；步骤2：根据六个控制点的坐标参数及B样条曲线表达式获得局部引导轨迹的轨迹函数；步骤3：基于量子遗传算法对坐标参数进行优化以得到最优的局部引导轨迹。

技术领域

本发明属于农业车辆自动驾驶技术领域，尤其涉及一种拖拉机自动驾驶系统局部引导轨迹规划方法及装置。

背景技术

拖拉机自动驾驶系统是当前农业机械智能化领域不可或缺的一部分，具备自主行驶能力的农业车辆不仅有助于提高劳动生产率，而且有利于解决农村劳动力不足等问题。

路径规划算法是拖拉机自动驾驶系统的关键技术，当前学术界的研究热点大多集中在田间全局路径规划上，自动驾驶系统跟踪全局路径需要经过两个阶段:1)从车辆当前位置出发逼近全局路径上的起始作业点，该过程中拖拉机行驶过的轨迹称为引导轨迹；2)从全局路径的起始作业点行驶至全局路径目标点。现有的自动驾驶系统主要依靠内置的路径跟踪算法完成第1阶段，由于缺少引导轨迹规划方法，导致引导轨迹距离较长，且在全局路径起始作业点处会出现震荡现象，跟踪误差较大。因此，拖拉机驾驶员为了提高作业精度，在第1阶段只能依靠手动驾驶，自动化程序较低。因此急需开发一种克服上述缺陷的拖拉机自动驾驶系统局部引导轨迹规划方法及装置

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种拖拉机自动驾驶系统的局部引导轨迹规划方法，其中，包含：

步骤1：设取局部引导轨迹为B样条曲线，基于所述B样条曲线设定局部引导轨迹的六个控制点的坐标参数；

步骤2：根据所述六个控制点的坐标参数及B样条曲线表达式获得局部引导轨迹的轨迹函数；

步骤3：基于量子遗传算法对所述坐标参数进行优化以得到最优的局部引导轨迹。

上述的局部引导轨迹规划方法，其中，所述步骤1包含：

步骤11：依据局部引导轨迹的初始点的航向角约束，选定控制点P₀、P₁、P₂，其中所述控制点P₁为拖拉机的初始位置，所述控制点P₀、P₁、P₂三点共线且所述控制点P₀和P₂关于所述控制点P₁对称，所述控制点P₀和P₂的矢量P₀P₂的方向角与拖拉机初始航向一致；

步骤12：依据全局路径L起始作业点航向约束，选定控制点P₃、P₄、P₅，其中所述控制点P₄为全局路径L起始作业点位置，所述控制点P₃、P₄、P₅三点共线且所述控制点P3和P₅关于P₄对称；

步骤13：设定所述控制点P₁及所述控制点P₄的坐标参数分别为(x₁，y₁)和(x₄，y₄)；