[发明专利]多谷物联合收割机与运粮车协同作业路径规划方法、系统

说明书

本发明公开了一种多谷物联合收割机与运粮车协同作业路径规划方法、系统，首先对田块作业路径进行预规划，定义谷物联合收割机的跨行转弯与卸粮策略并建立谷物联合收割机跨行作业与运粮车运粮作业的路径代价矩阵，根据代价矩阵计算个体中每台谷物联合收割机的适应度值及种群中每个个体的适应度值，直至完成最大迭代次数，生成每台谷物联合收割机和运粮车的最短作业路径序号；基于最短作业路径序号和预规划信息，确定作业行的田头、田尾、田头入口以及卸粮点的坐标，结合谷物联合收割机最佳转弯方式，生成谷物联合收割机和运粮车的导航参考点信息，实现多谷物联合收割机与运粮车协同作业。本发明提高了作业效率，减少对田块的压实影响。

技术领域

本发明属于智能农机技术领域，具体涉及一种多谷物联合收割机与运粮车协同作业路径规划方法、系统。

背景技术

近年来我国在农业技术领域发生了前所未有的变化，大量的新技术新方法不断被应用，极大的提高了农业生产的科技含量，现代化农业机械也广泛应用于农业生产的各个环节。但是在进行谷物收获作业时，单台谷物联合收割机作业效率较低，无法满足大型农场规模化经营的需求，多台谷物联合收割机同时作业易发生机具路径冲突、重复收割和卸粮等待等问题，无法达到谷物收割作业效率的最大化。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种多谷物联合收割机与运粮车协同作业路径规划方法、系统，以提高多谷物联合收割机与运粮车协同作业时的作业效率，减少谷物联合收割机和运粮车的在田空跑时间以及作业机械对于田块的压实影响。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

多谷物联合收割机与运粮车协同作业路径规划方法：

对田块作业路径进行预规划，定义谷物联合收割机的跨行转弯与卸粮策略；基于所述策略建立谷物联合收割机跨行作业与运粮车运粮作业的路径代价矩阵，根据所述代价矩阵计算个体中每台谷物联合收割机的适应度值，进而求得种群中每个个体的适应度值，直至完成最大迭代次数，生成每台谷物联合收割机和运粮车的最短作业路径序号；基于所述最短作业路径序号和预规划信息，确定作业行的田头、田尾、田头入口以及卸粮点的坐标，结合谷物联合收割机最佳转弯方式，生成谷物联合收割机和运粮车的导航参考点信息，实现多谷物联合收割机与运粮车协同作业。

进一步地，所述预规划信息包括跨行转弯区、运粮区、田头序号、田尾序号和田头入口序号，所述跨行转弯区＝W*ω₁，运粮区＝W*ω₂，田头序号为2i-1，田尾序号为2i，田头入口序号为0，其中W为田块宽度，ω₁为跨行转弯区宽度，ω₂为运粮区宽度。

进一步地，所述策略包括：

当谷物联合收割机只需要进行跨行转弯时，谷物联合收割机直接经过跨行转弯区驶入下一作业行；

当谷物联合收割机跨行转弯并需要卸粮作业时，运粮车提前由田头入口经运粮区行驶至卸粮点，等待谷物联合收割机进行卸粮作业，谷物联合收割机经跨行转弯区驶入运粮区卸粮点进行卸粮，卸粮完成后，谷物联合收割机倒车至跨行转弯区进行跨行转弯作业，运粮车由运粮区行驶至田头入口。

进一步地，所述代价矩阵为：

其中：i为田块预规划中作业行的田头序号、田尾序号和田头入口序号中的任意一个，j为田块预规划中作业行的田头序号、田尾序号和田头入口序号中的任意一个；k为作业区分标志。

更进一步地：

①i＝0、j为奇数、k＝0时，代价矩阵中的元素c_i，j，k表示谷物联合收割机由田头入口行驶至起始作业行田头的最短路径代价，其值