[发明专利]一种用于农田机器人的全局路径规划方法

摘要

本发明公开了一种用于农田机器人的全局路径规划方法，先获取农田的高精度地图，然后将地图中的农田全局信息进行规则化处理，处理后采用汉密尔顿路径规划方法得出农田机器人在无障碍物信息的初级路径规划线，然后提取障碍物信息图层，采用克劳算法栅格化障碍物信息图层，进而通过A*算法算出绕开障碍物的避障路径，将绕开障碍物的避障路径替换其所处栅格的初级路径规划线，从而形成次级路径规划线，最终在路径转弯处，采用最小转弯算法得出转弯半径，然后对路径进行平滑处理，最终得出农田全局的路径规划。本发明能有效保证农田机器人在作业时的农田高覆盖率，同时预先设定避障路径，无需在作业过程中再进行实时避障信息处理。

主权项

1.一种用于农田机器人的全局路径规划方法，其特征在于，具体步骤为：步骤A：在农田区域采用无人机遥感拍摄或人工测量获取高精度农田地图，所述高精度农田地图中由农田全局信息和障碍物信息组成；步骤B：提取农田全局信息的边界，生成其边界模型；然后将该边界模型中的边界弧线段采用直线段代替处理，最终使高精度农田地图的农田全局信息由不规则曲多边形变换成规则多边形；步骤C：对得出的规则多边形农田全局信息检测规则多边形的内角，若内角为大于180度的角则进行切割处理，最终使规则多边形切分割成多个凸多边形，所述凸多边形为三角形或四边形；步骤D：获取每个凸多边形内每个角与对边的垂线长度，然后对比每个凸多边形内每个垂线的长度，将最长垂线作为该凸多边形的主轴；步骤E：以主轴为该凸多边形的中心，采用汉密尔顿路径规划以农田机器人的宽度遍历每一个凸多边形，并且将相邻凸多边形的出点及入点相连接，得到无障碍物信息的初级路径规划线；步骤F：采用灰度二值化处理步骤A的高精度地图，获取障碍物信息图层，并将该障碍物信息图层嵌入步骤E得出的无障碍物信息的初级路径规划中；步骤G：采用克劳算法栅格化障碍物信息图层，并形成的每个图层栅格进行编号；步骤H：利用地面视差分布匹配障碍物与栅格，得到障碍物栅格的所在位置，由于步骤F已对高精度地图进行灰度二值化处理，通过突变方式检测出障碍物前后所在栅格，进而获取障碍物所在栅格的编号以及障碍物前后的栅格信息；步骤I：在障碍物所在栅格的前一个栅格和后一个栅格经过A*算法处理后得到绕过障碍物的路径；步骤J：将步骤I得到的绕过障碍物路径替换掉步骤E中初级路径规划线所在栅格对应的路径，由此得到次级路径规划线；步骤K：将次级路径规划线经过最小转弯半径算法的处理后，使整个全局路径处理成平滑路线，最终完成全局的路径规划。