一种农机机组的作业控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种农机机组的作业控制方法及系统，包括：在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型；基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度；根据所述地头宽度确定农机机组在所述目标作业地块内的有效作业地块；控制农机机组在所述有效作业地块内按照所述转弯模式进行作业。本发明专利技术提供的农机机组的作业控制方法及系统，能够根据地块形状、农机机具参数等先验信息，测算农机田间作业时地头转弯区的最优地头宽度，以提高农机机组工作行程率和作业效率，减少土地资源浪费，为智能农机作业路径规划提供实用方法。机作业路径规划提供实用方法。机作业路径规划提供实用方法。

【技术实现步骤摘要】
一种农机机组的作业控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及农业自动化
，尤其涉及一种农机机组的作业控制方法及系统。

技术介绍

[0002]农田地块存在自然边界，人工操控农机作业至边界时，主要是依靠机手的经验决策保留适当宽度的地头转弯区。随着全球卫星导航定位设备在民用领域的日益普及，一种半自动化的农机导航作业方式被应用于日常的工作中。该农机作业方式包括：地块内的农机直线作业由导航系统引导完成，而地头区域仍由人工操控农机转弯和机具升降。与完全人工作业相比，这种半自动化农机作业方式虽然一定程度上节约了人力成本，但是农机的地头转弯区仍缺乏合理的规划，直接影响了农机的作业效率。
[0003]目前，由于对于面向自动驾驶拖拉机的地头转弯区域规划还缺乏较为深入的研究，很多路径规划设计仍较为理论化，缺乏实用价值。导致国内外产品化的农机自动导航系统，均不提供路径规划功能，尤其是农机作业过程中的地头转弯完全是由人工决策。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种农机机组的作业控制方法及系统。
[0005]本专利技术提供一种农机机组的作业控制方法，包括：在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型；基于地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度；根据地头宽度确定农机机组在所述目标作业地块内的有效作业地块；控制农机机组在有效作业地块内按照转弯模式进行作业。
[0006]根据本专利技术提供的一种农机机组的作业控制方法，所述在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型，包括：确定目标作业地块的四个顶点以及四个内角，并确定目标作业地块的最长边；确定目标作业地块的最长边为农机机组的起始作业边；在目标作业形地块的内部确定有效作业地块，有效作业地块为四边形地块；有效作业地块的最长边与目标作业地块的最长边重合，其余三条边分别平行于目标作业地块的其余三条边中的一条，生成对应的转弯区，则确定出第一转弯区、第二转弯区和第三转弯区；分别确定第一转弯区、第二转弯区和第三转弯区的地头宽度为第一地头宽度、第二地头宽度和第三地头宽度。
[0007]根据本专利技术提供的一种农机机组的作业控制方法，所述转弯模式包括半圆形模型、鱼尾形模型和梨形模型。
[0008]根据本专利技术提供的一种农机机组的作业控制方法，所述基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度，包括：
[0009][0010]其中，Y1为第一转弯区的地头宽度，R为组成转弯的每段圆弧半径，θ1为所述第一转弯区对应的内角，且θ1为钝角；W为农机机组的作业幅宽，e为农机机组的出线长度。
[0011]根据本专利技术提供的一种农机机组的作业控制方法，所述基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度，包括：
[0012][0013]其中，Y2为第二转弯区的地头宽度，R为组成转弯的每段圆弧半径，θ2为所述第二转弯区对应的内角，且θ2为锐角；W为农机机组的作业幅宽，e为农机机组的出线长度。
[0014]根据本专利技术提供的一种农机机组的作业控制方法，所述基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度，包括：
[0015][0016][0017]其中，Y3为第三转弯区的地头宽度，R为组成转弯的每段圆弧半径，θ3为所述第三转弯区对应的内角，θ2为第二转弯区对应的内角；α为作最长边的垂线与最长边的对边相交所形成的顺时针夹角，W为农机机组的作业幅宽，e为农机机组的出线长度。
[0018]根据本专利技术提供的一种农机机组的作业控制方法，所述控制所述农机机组在有效作业地块内作业，包括：在所述农机机组的作业过程中，若所述农机机组经过所述有效作业地块的地头边界后，继续沿直线行走运行，直至所述农机机组的机具驶出所述地头边界后，根据所述转弯模式在所处的转弯区内进行作业的开展。
[0019]本专利技术还提供一种农机机组的作业控制系统，包括：模型构建单元、地头宽度计算单元、作业地块确定单元和运行控制单元；模型构建单元，用于在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型；地头宽度计算单元，基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度；作业地块确定单元，根据所述地头宽度确定农机机组在所述目标作业地块内的有效作业地块；运行控制单元，用于控制农机机
组在所述有效作业地块内按照所述转弯模式进行作业。
[0020]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述农机机组的作业控制方法的步骤。
[0021]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述农机机组的作业控制方法的步骤。
[0022]本专利技术提供的农机机组的作业控制方法及系统，能够根据地块形状、农机机具参数等先验信息，测算农机田间作业时地头转弯区的最优地头宽度，以提高农机机组工作行程率和作业效率，减少土地资源浪费，为智能农机作业路径规划提供实用方法。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术提供的农机机组作业地头控制方法的流程示意图；
[0025]图2是本专利技术提供的地头转弯区分析模型示意图；
[0026]图3是本专利技术提供的三种农机机组转弯模式的示意图；
[0027]图4是本专利技术提供的在第一转弯区内的三种转弯模式示意图；
[0028]图5是本专利技术提供的在第二转弯区内的三种转弯模式示意图；
[0029]图6是本专利技术提供的在第三转弯区内的三种转弯模式示意图；
[0030]图7是本专利技术提供的在第三转弯区内的辅助角的确定示意图；
[0031]图8是本专利技术提供的农机机组作业地头控制系统的结构示意图；
[0032]图9是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]下面结合图1-图6描述本专利技术实施例所提供的农机机组的作业控制方法和系统。
[0035]图1是本专利技术提供的农机机组的作业控制方法的流程示意图，如图1所示，包括但不限于以下步骤：
[0036]步骤S1：在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农机机组的作业控制方法，其特征在于，包括：在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型；基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度；根据所述地头宽度确定农机机组在所述目标作业地块内的有效作业地块；控制农机机组在所述有效作业地块内按照所述转弯模式进行作业。2.根据权利要求1所述的农机机组的作业控制方法，其特征在于，所述在确定目标作业地块为四边形地块的情况下，构建地头转弯区分析模型，包括：确定所述目标作业地块的四个顶点以及四个内角，并确定所述目标作业地块的最长边；确定所述目标作业地块的最长边为所述农机机组的起始作业边；在所述目标作业形地块的内部确定所述有效作业地块，所述有效作业地块为四边形地块；所述有效作业地块的最长边与所述目标作业地块的最长边重合，其余三条边分别平行于所述目标作业地块的其余三条边中的一条，生成对应的转弯区，则确定出第一转弯区、第二转弯区和第三转弯区；分别确定所述第一转弯区、第二转弯区和第三转弯区的地头宽度为第一地头宽度、第二地头宽度和第三地头宽度。3.根据权利要求1所述的农机机组的作业控制方法，其特征在于，所述转弯模式包括半圆形模型、鱼尾形模型和梨形模型。4.根据权利要求3所述的农机机组的作业控制方法，其特征在于，所述基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度，包括：其中，Y1为第一转弯区的地头宽度，R为组成转弯的每段圆弧半径，θ1为所述第一转弯区对应的内角，且θ1为钝角；W为农机机组的作业幅宽，e为农机机组的出线长度。5.根据权利要求3所述的农机机组的作业控制方法，其特征在于，所述基于所述地头转弯区分析模型，确定在各转弯模式下各地头转弯区的地头宽度，包括：其中，Y2为第二转弯区的地头宽度，R为组成转弯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟志军，胡书鹏，肖跃进，丛岳，魏学礼，王培，付卫强，董建军，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：