[发明专利]一种有效提高农机作业效率的路径规划方法

说明书

本发明的有效提高农机作业效率的路径规划方法，包括：a).生成作业区域平面图；b).建立直角坐标系O‑XY；c).规则作业面积求取；d).坐标变换；e).求子作业区域个数；f).求起点、终点坐标；g).不规则作业面积求取；h).作业角度求取，当作业区域为矩形时，则选取长边或短边为作业方向；当为不规则形状时，则选取最小作业面积对应方向为作业方向。本发明的路径规划方法，针对农机作业轨迹进行路径规划方式研究，分析作业区域边界及农机作业幅宽，得出最优作业路径，使农机以固定方向进行自主作业，农机工作具有规划性，减小农机手人认为决定作业方向造成的误差，使作业更具科学性、准确性，作业效率更高。

技术领域

本发明涉及一种农机路径规划方法，更具体的说，尤其涉及一种有效提高农机作业效率的路径规划方法。

背景技术

近年国家聚焦三农发展问题，明确提出加大农业科技投入，发展现代化农业，建设以农业智能化装备为重点的农业全程信息化和机械化技术体系。农机自动驾驶控制技术推动了现代农业信息化水平的发展，对保障我国粮食供给，推动农业生产技术有重大作用。

农机自动驾驶控制技术可视为非线性、不确定的系统，面对复杂的作业环境，可以提高土地利用率和土地使用效率，全天候不间断作业，不受恶劣条件限制，快速、精准、高效率完成整地、起垄等作业；降低驾驶员劳动强度及驾驶技术要求，无需实时操控方向盘，驾驶员更方便检查农机具作业情况，有效减小机械化作业损失。

农机自动驾驶作业中，决定农机作业方向由人为操纵为主，实际操纵作业时农机行驶直线，农机行驶的起始作业方向人为即时决定。农机手人为决定作业方向，作业的路径与最佳理论路径有偏差，作业重耕率往往偏高。本发明在农机耕地作业之前，绘制出作业区边界地图，依据农机作业路径及作业机具的宽度，计算统计得到最低重耕率时的作业方向，即最优作业角度，使农机使用效率最高。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种有效提高农机作业效率的路径规划方法。

本发明的有效提高农机作业效率的路径规划方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).生成作业区域平面图，农机沿农田边界运行一周，农机的车载GPS装置周期性地采集定位坐标，绘制出作业区域的平面图；

b).建立直角坐标系O-XY，设农机作业区域的边数为n1，其各顶点依次为A₁、A₂、...、A_n1，农机作业区域所形成的平面图形记为A₁A₂...A_n1；以正北方向为纵轴正向、正东方向为横轴正向、农机作业区域完全位于第一象限内的约束条件，建立直角坐标系O-XY；

c).规则作业面积求取，当农机作业区域为矩形时，农机的作业方向规划为与矩形作业区域的短边方向一致，设农机沿短边方向作业时与两长边的交点依次为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、...、(x_n2,y_n2)，则通过公式(1)求取农机的实际作业面积S_矩：

其中，d为农机机具幅宽；

d).坐标变换，当农机作业区域不是矩形时，则对直角坐标系O-XY进行变换，设农机的作业方向为则以变换后坐标系的横轴正向与方向一致、纵轴进行相应的旋转、农机作业区域仍旧位于变换后坐标系的第一象限内为约束条件，将坐标系O-XY变换为直角坐标系O′-X′Y′；坐标变换后，农机作业区域的平面图形记为A′₁A′₂...A′_n1；