[发明专利]履带式无人驾驶联合收割机直角转弯方法与系统

说明书

本发明公开了一种履带式无人驾驶联合收割机直角转弯方法与系统，针对履带式无人驾驶联合收割机在田块中的收割位置和下一步收割需求，选择不同的直角转弯方法，直角转弯方法包括多次进退转弯方法、单次进退转弯方法和直接转弯方法。采用本发明的直角转弯方法，使得联合收割机能在尽可能少的压倒作物的情况下进行转弯，减少粮食损失。

技术领域

本发明属于农机无人驾驶控制领域，尤其涉及一种履带式无人驾驶联合收割机直角转弯方法。

背景技术

近年来随着自动控制技术、导航技术和传感探测技术的快速发展，农机自动驾驶技术得到了长足进步。农机自动驾驶技术开始应用于耕作、播种、施肥、施药和收获等农业生产过程。其中广泛应用于南方稻麦收获的履带式联合收割机作业环境恶劣，人工驾驶强度大，对自动驾驶的需求尤为迫切。

目前针对履带式联合收割机无人驾驶控制方面的研究主要集中于直线路径跟踪控制和跟随收割边界的大曲率路径跟踪控制。常用的控制方法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。现有技术基于视觉导航和旋转投影算法，获取大曲率路径的两条切线方程，进而估算转弯半径，并通过双闭环PD控制实现了联合收获机械的大曲率路径跟踪。履带式联合收割机在实际作业过程中，在收割到地头时需要进行90°直角转弯，由于联合收割机割台的结构特点，地头直接进行90°直角转弯会将谷物压倒，进而导致被压倒的谷物无法顺利被收割，造成粮食浪费。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种履带式无人驾驶联合收割机直角转弯方法与系统，避免联合收割机在地头转弯时压倒作物，以减少粮食损失。

为了实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种履带式无人联合收割机直角转弯方法，收割田块最外圈作物时，采用多次进退转弯方法；收割田块非最外圈作物时，根据实际收割情况采用单次进退转弯方法或者直接转弯方法。

进一步，所述多次进退转弯方法为：

步骤(1)，联合收割机沿规划直线路径收割作物，车辆重心到达规划路径的地头转弯点B停车，此时车辆重心到地头距离为d0，其中d0≥0；

步骤(2)，联合收割机沿步骤(1)的路径返回，当车辆重心到地头距离d大于或等于设定阈值d_threshold后停车，此时车辆重心为点A；

步骤(3)，联合收割机在点A处左/右转△θ继续作业，当车辆重心到地头距离d值等于d0时停车，此时车辆重心为点C；

步骤(4)，联合收割机沿直线路径CA倒车，当车辆重心到地头距离d大于或等于设定阈值d_threshold后停车，此时车辆重心为点A；

步骤(5)，重复步骤(3)-(4)n次后，联合收割机在A点停车，n＝1或2；

步骤(6)，在点A处联合收割机按步骤(3)反方向转向(n+1)*△θ，转弯角度反馈给行车控制器；

步骤(7)，联合收割机沿规划直线路径前进，车辆重心地头转弯点B时左/右转90°，转弯角度反馈给行车控制器，完成直角转弯。

进一步，所述实际收割情况包括转弯前后均进行收割；转弯前需要收割、转弯后不需要收割；转弯前不需要收割、转弯前车身纵轴到作物边界的距离小于转弯时割台扫过最大圆的半径，且转弯后需要收割；转弯前不需要收割、转弯前车身纵轴到作物边界的距离小于转弯时割台扫过最大圆的半径，且转弯后不需要收割；转弯前不需要收割且转弯前车身纵轴到作物边界的距离大于等于转弯时割台扫过最大圆的半径。

更进一步，所述转弯前后均进行收割，转弯前不需要收割、转弯前车身纵轴到作物边界的距离小于转弯时割台扫过最大圆的半径，且转弯后需要收割，均采用单次进退转弯方法。