[发明专利]一种农机机组的作业控制方法及系统

说明书

本发明提供一种农机机组的作业控制方法及系统，包括：在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型；基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度；根据所述地头宽度确定农机机组在所述目标作业地块内的有效作业地块；控制农机机组在所述有效作业地块内按照所述转弯模式进行作业。本发明提供的农机机组的作业控制方法及系统，能够根据地块形状、农机机具参数等先验信息，测算农机田间作业时地头转弯区的最优地头宽度，以提高农机机组工作行程率和作业效率，减少土地资源浪费，为智能农机作业路径规划提供实用方法。

技术领域

本发明涉及农业自动化技术领域，尤其涉及一种农机机组的作业控制方法及系统。

背景技术

农田地块存在自然边界，人工操控农机作业至边界时，主要是依靠机手的经验决策保留适当宽度的地头转弯区。随着全球卫星导航定位设备在民用领域的日益普及，一种半自动化的农机导航作业方式被应用于日常的工作中。该农机作业方式包括：地块内的农机直线作业由导航系统引导完成，而地头区域仍由人工操控农机转弯和机具升降。与完全人工作业相比，这种半自动化农机作业方式虽然一定程度上节约了人力成本，但是农机的地头转弯区仍缺乏合理的规划，直接影响了农机的作业效率。

目前，由于对于面向自动驾驶拖拉机的地头转弯区域规划还缺乏较为深入的研究，很多路径规划设计仍较为理论化，缺乏实用价值。导致国内外产品化的农机自动导航系统，均不提供路径规划功能，尤其是农机作业过程中的地头转弯完全是由人工决策。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种农机机组的作业控制方法及系统。

本发明提供一种农机机组的作业控制方法，包括：在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型；基于地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度；根据地头宽度确定农机机组在所述目标作业地块内的有效作业地块；控制农机机组在有效作业地块内按照转弯模式进行作业。

根据本发明提供的一种农机机组的作业控制方法，所述在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型，包括：确定目标作业地块的四个顶点以及四个内角，并确定目标作业地块的最长边；确定目标作业地块的最长边为农机机组的起始作业边；在目标作业形地块的内部确定有效作业地块，有效作业地块为四边形地块；有效作业地块的最长边与目标作业地块的最长边重合，其余三条边分别平行于目标作业地块的其余三条边中的一条，生成对应的转弯区，则确定出第一转弯区、第二转弯区和第三转弯区；分别确定第一转弯区、第二转弯区和第三转弯区的地头宽度为第一地头宽度、第二地头宽度和第三地头宽度。

根据本发明提供的一种农机机组的作业控制方法，所述转弯模式包括半圆形模型、鱼尾形模型和梨形模型。

根据本发明提供的一种农机机组的作业控制方法，所述基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度，包括：

其中，Y₁为第一转弯区的地头宽度，R为组成转弯的每段圆弧半径，θ₁为所述第一转弯区对应的内角，且θ₁为钝角；W为农机机组的作业幅宽，e为农机机组的出线长度。

根据本发明提供的一种农机机组的作业控制方法，所述基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度，包括：

其中，Y₂为第二转弯区的地头宽度，R为组成转弯的每段圆弧半径，θ₂为所述第二转弯区对应的内角，且θ₂为锐角；W为农机机组的作业幅宽，e为农机机组的出线长度。

根据本发明提供的一种农机机组的作业控制方法，所述基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度，包括：