[发明专利]基于GIS的驾驶路线自动规划的无人驾驶拖拉机

权利要求书

1.基于GIS的驾驶路线自动规划的无人驾驶拖拉机，包括无人驾驶拖拉机本体及用于控制无人拖拉机本体工作的拖拉机控制系统，拖拉机控制系统包括数据通信模块和处理器，数据通信模块用于处理器与服务器通信连接并使其进行数据交换；服务器内包括GIS模块，GIS模块用于操作人员输入待作业农田的地理数据并对地理数据进行分析生成待作业农田的地理模型；其特征在于，所述拖拉机控制系统还包括：

路径规划模块，用于通过处理器获取待作业农田的地理模型，根据地理模型生成无人驾驶路线；

驾驶控制模块，用于控制无人拖拉机本体执行无人驾驶路线对待作业农田进行作业；

数据采集模块，用于采集无人驾驶拖拉机本体的拖拉机数据并将其发送至数据分析模块；

数据分析模块将拖拉机数据通过处理器发送至服务器，同时对拖拉机数据进行分析，具体分析步骤为：

步骤一：将无人驾驶拖拉机本体作业初始时的油量标记为YL1；当无人驾驶拖拉机本体行驶第一预设距离时，将此时剩余油量与初始时的油量进行差值计算得到第一消耗量，无人驾驶拖拉机本体行驶第二预设距离时，将此时的剩余油量与行驶第一预设距离时的剩余油量进行差值计算得到第二消耗量，依次类推，行驶多个预设距离后，将得到的所有消耗量进行均值计算得到消耗均值；

步骤二：通过无人驾驶路线和行驶作业距离计算得到剩余作业距离；将剩余作业距离除以预设距离后乘以消耗均值得到无人驾驶拖拉机本体的预估消耗油量并标记为YL2；设定提醒油量阈值YL3；

步骤三：当YL1-YL2≤YL3时，生成信息获取指令并将其与无人驾驶拖拉机本体的实时位置通过处理器发送至服务器内，服务器接收到信息获取指令后，以无人驾驶拖拉机本体的实时位置为圆心，再以预设半径画圆得到筛选范围，将位置在筛选范围内的加油站对应的油站信息反馈至数据分析模块；

步骤四：数据分析模块接收到油站信息后并对油站信息进行分析得到选中油站；

步骤五：获取选中油站的油桶数据；设定无人驾驶拖拉机本体的油箱的额定容量为YL4；利用公式BY=YL4-（YL1-YL2）得到无人驾驶拖拉机本体的补充油量BY；将容量大于补充油量的智能油桶标记为初选油桶；在初选油桶中选取一个智能油桶标记为选中油桶；

步骤六：数据分析模块将无人驾驶拖拉机本体的实时位置以及补充油量发送至选中油桶，同时将发送实时位置以及补充油量的时刻标记为发送时刻；通过选中油桶上的显示器进行显示并语音提醒；选中油站对应的工作人员向选中油桶内加入补充油量对应油号的油，然后工作人员根据无人驾驶拖拉机本体的实时位置将选中油桶送至无人驾驶拖拉机本体处，将该时刻标记为送达时刻，再将选中油桶内的油添加到无人驾驶拖拉机本体的油箱内，同时选中油站的运送总次数增加一次；

所述服务器内还包括油送分析模块；油送分析模块用于对图片组及发送时刻和送达时刻进行油送值进行分析，具体分析步骤为：

S1：对图片组中的图片进行分析，根据补充油量确定智能油桶内油的标线；

识别图片中的油的实时线，计算实时线位于标线上方所围成的面积MJ；

S2：将设定面积换算系数为KB；利用公式PZ=MJ×KB得到偏振值PZ；将图片组内所有的偏振值进行求和得到偏振总值；

S3：将任一筛选范围内的加油站对应所有的偏振总值进行求和并取均值得到偏振均值并标记为FP1；设定任一筛选范围内的加油站的运送总次数为FP2；

S4：将发送时刻与送达时刻进行时间差计算得到运送时长，获取运送间距对应的时长阈值，将时长阈值与运送时长进行比对，当时长阈值大于运送时长时，计算两者之间的时间差得到提前时长；将任一筛选范围内的加油站所有的提前时长进行求和得到提前总时长并标记为FP3；

S5：将任一筛选范围内的加油站的偏振均值、运送总次数和提前总时长进行归一化处理并取其数值；利用公式LG2=FP2×b1+FP3×b2-FP1×b3得到任一筛选范围内的加油站的油送值LG2；其中，b1、b2和b3为预设比例权重系数；取值分别为0.4、0.3、0.3；

所述数据分析模块对油站信息分析的具体步骤为：

S41：将加油站的位置与无人驾驶拖拉机本体的位置进行距离差计算得到运送间距并标记为LG1；

S42：通过服务器获取加油站的油送值并标记为LG2；将加油站的剩余油量以及油价分别标记为LG3和LG4；

S43：将加油站的运送间距、油送值、剩余油量以及油价进行归一化处理并取其数值；利用公式得到加油站的油提值LK；其中，h1、h2、h3和h4均为预设比例系数，λ为修正因子，取值为0.89；

S44：将油提值最大的加油站标记为选中油站。