[发明专利]一种无人驾驶拖拉机作业的路径规划与精准作业方法

说明书

本发明提供了一种可全面覆盖作业地块、提高作业效率的无人驾驶拖拉机作业的路径规划与精准作业方法，实现了真正的全无人拖拉机作业。本发明能够针对目标作业地块实现全路径全规划，完全覆盖作业区域，可适应任何复杂地形，且规划路径符合当下拖拉机实际作业情况，无人拖拉机自动驾驶作业后无需人工进行二次补作业。针对拖拉机转弯半径过大而难以转向至目标作业行的实际情况，本发明提出了多种跨行作业方式，使得拖拉机能够顺利转向至目标作业行，且转向过程中方向盘不会出现急打方向盘的情况，使驾驶过程更加平稳、安全。

技术领域

本专利属于农业机械领域，涉及智能农用机械技术，更为具体的，涉及一种无人驾驶拖拉机作业的路径规划与精准作业方法。

背景技术

近年来，随着卫星定位技术的高速发展与成熟，农业领域内涌现了许多以卫星定位技术为基础的自动导航系统，极大地提高了农业生产和作业效率。然而，目前绝大多数搭载了自动导航系统产品的农机，仅可实现“无人直线”行驶，在倒车、掉头、转弯等复杂情况下仍需驾驶员手动操作方向盘，并未真正实现全无人自动驾驶。

全无人自动驾驶农机作业的难点在于，田块地形复杂多变，目前大多数导航系统对于作业地块的路径规划过于死板、单一，导致不同机型常常用同一路径，违背实际作业规律，且对于地块边界、顶点及规划路径拐角处等作业细节上未做出精准调整和控制，导致时常出现漏作业的情况，需人工进行二次作业。

发明内容

为解决上述问题，本发明针对拖拉机及作业地块的特征，提供了一种可全面覆盖作业地块、提高作业效率的无人驾驶拖拉机作业的路径规划与精准作业方法，实现了真正的全无人拖拉机作业。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无人驾驶拖拉机作业的路径规划与精准作业方法，包括路径规划步骤和精准作业步骤；

所述路径规划步骤包括如下子步骤：

步骤1：获取拖拉机的参数信息；

步骤2：根据作业田地的边界点定位信息确定田地边界；

步骤3：确定路径作业宽度d，根据拖拉机起始作业位置规划进圈位置，规划作业路径；所述作业路径包括若干回形外圈以及若干内圈平行线段，相邻外圈之间的间隔为路径作业宽度d，内圈平行线段间距离为路径作业宽度d；

所述精准作业步骤包括内圈作业步骤和外圈作业步骤：

所述内圈作业步骤包括如下子步骤：

步骤1：无人驾驶拖拉机自当前位置所在一侧进入内圈，选择靠近内圈中心的N号路径或N+1号路径进入内圈；

步骤2：拖拉机空跑至靠近内圈中心的路径下方并对齐N号路径或N+1号路径，拖拉机沿路径行驶至距离路径端点一段距离后，打开农具，开始沿当前路径作业；

步骤3：无人驾驶拖拉机沿N号路径或N+1号路径完成作业后，在该路径的作业停止位结束此条导航线作业；拖拉机停止，关闭农机具；

步骤4：根据车辆转弯半径规划转向路径，拖拉机向后倒车至转向路径的起始点；随后车辆停止，控制方向盘转动，开始转向；按照转向路径跨M行或M+1行直接行驶至另一条路径；

步骤5：驶入另一条路径后，车辆停止，以车辆后退路线为基准，转动方向盘至指定位置，车轮转到需要角度后开始倒车，沿着该路径开始倒退，使农机具位置到达最边缘路径的作业位置开始点，此时车辆已经对齐该路径，控制拖拉机发动机转速达到工作转速，打开农机具，车辆前进，无人拖拉机开始在该路径作业，完成该路径直线作业；

重复步骤4-5，完成各条内圈路径作业；

所述外圈作业步骤包括如下子步骤：