[发明专利]一种智能农机转场与作业的融合路径规划方法及系统在审

专利信息
申请号: 202111520657.7 申请日: 2021-12-13
公开(公告)号: CN114326717A 公开(公告)日: 2022-04-12
发明(设计)人: 赵紫旭;张昊植;陆在旺;肖达;张玉成;刘子辰 申请(专利权)人: 中国科学院计算技术研究所
主分类号: G05D1/02 分类号: G05D1/02
代理公司: 北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006 代理人: 祁建国;陈思远
地址: 100080 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 智能 农机 转场 作业 融合 路径 规划 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种智能农机转场与作业的融合路径规划方法,其特征在于,包括:

步骤1、获取农机的位姿信息、作业耕宽、最小转弯半径,以及包含多边形作业区域的栅格地图;

步骤2、根据该位姿信息中农机的起点位置和朝向,全局搜索该栅格地图,以规划一条从该起点位置到该作业区域的转场路径;以该作业区域最短的一条边作为目标边,以该目标边的边长和方向,生多条平行的线段路径,线段间隔为该作业耕宽,并根据该最小转弯半径,在每条线段路径的末端添加转弯路径,得到作业路径;

步骤3、以该目标边中距离该转场路径末端最近的点为作业起点,添加一段连接该转场路径终点和该作业起点的平滑路径,并在该作业路径的末端添加一段与该线段路径平行等长的退出路径,以该退出路径末端的朝向和在该栅格地图中的位置,全局搜索该栅格地图,以规划一条从该退出路径末端到该起点位置的离场路径,连接该转场路径、该作业路径、该离场路径和该退出路径,作为农机最终的行驶与作业路径。

2.如权利要求1所述的智能农机转场与作业的融合路径规划方法,其特征在于,对该平滑路径的路径点间插入多个等间距的路径点,且该平滑路径包含两部分:第一部分是由作业起点为切点,以农机最小转弯半径为半径的圆弧,该圆弧另一个切点由以农机结束转场时位置和朝向作出的射线所决定,第二部分是由该射线与圆相切所截取的线段。

3.如权利要求1所述的智能农机转场与作业的融合路径规划方法,其特征在于,该全局搜索为广度优先搜索或启发式搜索。

4.如权利要求1所述的智能农机转场与作业的融合路径规划方法,其特征在于,根据该作业耕宽和该最小转弯半径,选择鱼尾型或灯泡型或弓型路径作为该转弯路径。

5.一种智能农机转场与作业的融合路径规划系统,其特征在于,包括:

初始化模块,用于获取农机的位姿信息、作业耕宽、最小转弯半径,以及包含多边形作业区域的栅格地图;

第一路径规划模块,用于根据该位姿信息中农机的起点位置和朝向,全局搜索该栅格地图,以规划一条从该起点位置到该作业区域的转场路径;以该作业区域最短的一条边作为目标边,以该目标边的边长和方向,生多条平行的线段路径,线段间隔为该作业耕宽,并根据该最小转弯半径,在每条线段路径的末端添加转弯路径,得到作业路径;

第二路径规划模块,用于以该目标边中距离该转场路径末端最近的点为作业起点,添加一段连接该转场路径终点和该作业起点的平滑路径,并在该作业路径的末端添加一段与该线段路径平行等长的退出路径,以该退出路径末端的朝向和在该栅格地图中的位置,全局搜索该栅格地图,以规划一条从该退出路径末端到该起点位置的离场路径,连接该转场路径、该作业路径、该离场路径和该退出路径,作为农机最终的行驶与作业路径。

6.如权利要求1所述的智能农机转场与作业的融合路径规划系统,其特征在于,对该平滑路径的路径点间插入多个等间距的路径点,且该平滑路径包含两部分:第一部分是由作业起点为切点,以农机最小转弯半径为半径的圆弧,该圆弧另一个切点由以农机结束转场时位置和朝向作出的射线所决定,第二部分是由该射线与圆相切所截取的线段。

7.如权利要求1所述的智能农机转场与作业的融合路径规划系统,其特征在于,该全局搜索为广度优先搜索或启发式搜索。

8.如权利要求1所述的智能农机转场与作业的融合路径规划系统,其特征在于,根据该作业耕宽和该最小转弯半径,选择鱼尾型或灯泡型或弓型路径作为该转弯路径。

9.一种存储介质,用于存储执行如权利要求1到4所述任意一种智能农机转场与作业的融合路径规划方法的程序。

10.一种客户端,用于权利要求5至8中任意一种智能农机转场与作业的融合路径规划系统。

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