[发明专利]一种农用装备的智能驾驶系统及其作业方法

权利要求书

1.一种农用装备的智能驾驶系统作业方法，包括一种农用装备的智能驾驶系统，其特征在于，包括UWB定位标签(1)、UWB路侧固定支架(2)、UWB车端固定支架(3)、农场作业场地(4)、农场作业车辆(5)、设置在农场作业车辆(5)前端的激光雷达(6)和设置在农场作业车辆(5)内部的智驾控制器；所述UWB定位标签(1)通过所述UWB路侧固定支架(2)固定在所述农场作业场地(4)边缘外侧；所述UWB车端固定支架(3)上设有两个UWB定位标签(1)，所述农场作业车辆(5)在所述农场作业场地(4)区域内作业，智驾控制器通过UWB定位标签(1)获得所述农场作业车辆(5)的位置和航向角信息；

所述农用装备的智能驾驶系统作业方法包括下列步骤：

2.1通过UWB路侧固定支架(2)将3个或以上的UWB定位标签(1)均匀固定于农场作业场地(4)的边缘外侧；

2.2将农场作业车辆(5)人工驾驶至农场作业场地(4)的边缘内侧，初始化定位系统，在路侧端建立局部定位坐标系，此时，农场作业车辆(5)在局部坐标系的位置能被实时获取；

2.3人工驾驶农场作业车辆(5)沿农场作业场地(4)的边缘内侧行驶一圈，将所有工作区域包含在圈内；

2.4农场作业车辆(5)在智驾控制器中自动规划其余工作行驶路径；

2.5农场作业车辆(5)跟随所规划的路径并完成整个区域内的作业行驶任务；

所述UWB定位标签(1)与路侧固定的所述UWB定位标签(1)实时通讯，从而获取所述农场作业车辆(5)在步骤2.2建立的局部坐标系的自车横坐标和纵坐标；农场作业车辆(5)的坐标可通过求解道路环境中所构造的复合概率分布中的概率最大点获取，其所对应的计算公式为：

式中，(x_U,y_U)表示通过UWB获取的自车横纵坐标，max为最大值函数，Π为连乘函数，Φ为标准正态分布函数，L_j为自车与第j个道路定位标签的估算距离，σ_j为定位标签的标准差。

2.根据权利要求1所述的一种农用装备的智能驾驶系统作业方法，其特征在于，步骤2.2中，建立局部定位坐标系主要是智驾系统在初始化系统时，根据UWB定位标签(1)的位置分布和相互之间的通讯，而确定的局部坐标系，具体内容为：

设定1号标签作为局部坐标系的原点，1号标签指向2号标签的方向为X轴方向，3号标签位于Y的正半轴方向；则3号标签在局部坐标系的坐标可有下列公式计算：

根据公式可得3号标签的坐标值：

对于其他第k个标签，坐标可通过下列公式计算：

对于两个y_k值，可以通过公式(x₃-x_k)²+(y₃-y_k)²是否等于L_3k²进一步确定y_k的值；式中，(x_i,y_i)为第i个标签的坐标(i＝1,2,3,4…)，L_ij为第i个标签到第j个标签的距离，计算公式为：

式中，v_s为无线信号传播速度，T_ij为无线信号发送和接受的时间差。

3.根据权利要求1所述的一种农用装备的智能驾驶系统作业方法，其特征在于，步骤2.3为通过人工驾驶所述农场作业车辆(5)沿所述农场作业场地(4)的边缘内侧行驶一圈，保证所有工作区域均处于圈内，且行驶过程中采集行驶轨迹的位姿信息，并按照固定距离进行轨迹点的采样。

4.根据权利要求1所述的一种农用装备的智能驾驶系统作业方法，其特征在于，步骤2.4先将所述农场作业车辆(5)行驶至人工驾驶的轨迹某一位置作为起始点，再启动自动路径规划算法，在智驾控制器中自动规划其余工作行驶路径，考虑车辆动力学和运动学性能，以保证所有的区域都能够被覆盖。