果园作业车辆的行走控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种果园作业车辆的行走控制方法及装置，该方法包括：对当前区域的激光反射点列进行直线拟合，得到果树列的位置；根据激光反射点列得到的障碍物，确定第一追踪点位置，以及根据超声传感器得到的障碍物，确定第二追踪点位置，每个追踪点位置在与果树列保持预设行距的航线上；基于当前位姿，根据第一追踪点位置和第二追踪点位置，分别确定第一追踪舵角和第二追踪舵角，选取使舵角调整较小者作为车辆控制舵角，进行车辆调整。该方法根据两个追踪点位置进行舵角调整，避免激光反射点易受杂草等噪声干扰和超声波传感器角度分别率低的问题。同时，避免了任一追踪点的误差和带来的抖动，保证了作业车辆行走控制方向的准确性和平顺性。

【技术实现步骤摘要】
果园作业车辆的行走控制方法及装置
本专利技术涉及农业信息
，尤其涉及一种果园作业车辆的行走控制方法及装置。
技术介绍
水果生产人力成本投入较大，且采摘、植保等作业窗口期较为狭窄。在此背景下，果园载人作业自走平台一定程度上解决了果园管理作业劳动强度大和作业效率需求高的问题。但目前该类机械一般由人工打舵操作，导致核心劳动效率降低，因此，亟待开发一种稳定、安全的果园内自动导航控制方法以提高劳动生产效率、降低果园劳动力投入。果园内的典型环境总体可以分为两部分：行间及地头；相应地，车辆在果园环境中的行走控制也可以分为：行间行走控制及地头转向控制。从保障管理作业的效率及质量上，需要控制车辆以较为恒定的车速行进，为此提出了车速稳定探测和控制的要求。从保障作业稳定性上需要保持车辆稳定对行行走，从而对果树行列信息的稳定提取和对行控制性能提出了要求。对于载人作业平台，保障人员及车辆安全至关重要，需要系统能够对地头稳定探测并采用安全的换行控制策略。在果园内的车辆导航控制中，超声波、激光和相机被较多地采用于果树的探测。利用超声波和激光的反射信号、机器学习分析相机图像等方法可识别果树，利用GNSS系统提供的全局信息结合内部存储地图的匹配可用于判断车辆是否达到地头位置。目前，利用二维激光雷达扫描果树行作业空间中果树干相对与机器人的距离，运动过程中实时检测的树干位置中心点与映射于当前局部坐标系的先前时刻所检测树干中心点进行匹配，并应用匹配结果校正根据里程计数据估计的机器人位姿。但是，由于二维激光雷达的准确性往往会受到噪声或其它因素干扰，导致准确度降低以及反复调整舵角带来抖动。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种果园作业车辆的行走控制方法及装置，用以解决现有技术中的缺陷。本专利技术实施例提供一种果园作业车辆的行走控制方法及装置，包括：对当前区域的激光反射点列进行直线拟合，得到果树列的位置；根据激光反射点列得到的障碍物，确定第一追踪点位置，以及根据超声传感器得到的障碍物，确定第二追踪点位置，每个追踪点位置在与果树列保持预设行距的航线上；基于当前位姿，根据第一追踪点位置和第二追踪点位置，分别确定第一追踪舵角和第二追踪舵角，选取使舵角调整较小者作为车辆控制舵角，进行车辆调整。根据本专利技术一个实施例的果园作业车辆的行走控制方法，所述对当前区域的反射点列进行直线拟合之前，还包括：周期性获取当前区域的激光反射点列，结合上一周期的激光反射点列，确定车辆的当前位姿和实时速度。根据本专利技术一个实施例的果园作业车辆的行走控制方法，确定车辆的当前位姿和实时速度之后，还包括：基于所述实时速度和车辆的设置速度，进行速度校准。根据本专利技术一个实施例的果园作业车辆的行走控制方法，周期性获取当前区域的激光反射点列，结合上一周期的激光反射点列，确定车辆的当前位姿和实时速度，包括：获取当前周期激光反射点列坐标系，和上一周期激光反射点列坐标系的旋转系数和平移系数；基于上一周期的位姿，结合所述旋转系数和所述平移系数，确定车辆的当前位姿，并基于相邻两个周期的时长，确定当前的实时速度。根据本专利技术一个实施例的果园作业车辆的行走控制方法，所述周期性获取当前区域的激光反射点列之后，还包括：采用基于密度的聚类方法对激光噪声点进行剔除。根据本专利技术一个实施例的果园作业车辆的行走控制方法，所述对当前区域的反射点列进行直线拟合之后，还包括：将与拟合后直线距离较近的预设数量激光点进行存储，用于后续周期的直线拟合。根据本专利技术一个实施例的果园作业车辆的行走控制方法，还包括：采用预设的SVM分类器，对当前区域的激光反射点列进行分类，获取地头位置信息；若检测到障碍物为地头，则发出告警或自动停车。本专利技术实施例还提供一种果园作业车辆的行走控制装置，包括：拟合模块，用于对当前区域的激光反射点列进行直线拟合，得到果树列的位置；追踪模块，用于根据激光反射点列得到的障碍物，确定第一追踪点位置，以及根据超声传感器得到的障碍物，确定第二追踪点位置，每个追踪点位置在与果树列保持预设行距的航线上；调整模块，用于基于当前位姿，根据第一追踪点位置和第二追踪点位置，分别确定第一追踪舵角和第二追踪舵角，选取使舵角调整较小者作为车辆控制舵角，进行车辆调整。本专利技术实施例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果园作业车辆的行走控制方法的步骤。本专利技术实施例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果园作业车辆的行走控制方法的步骤。本专利技术实施例提供的果园作业车辆的行走控制方法及装置，通过对当前区域的激光反射点列进行直线拟合，得到准确的果树列的位置。在此基础上，根据激光反射点列得到的障碍物，以及根据超声传感器得到的障碍物，得到两个追踪点位置，避免激光反射点易受杂草等噪声干扰和超声波传感器角度分别率低的问题。同时，基于选取使舵角调整较小者作为车辆控制舵角，进行车辆调整，避免了任一追踪点的误差和带来的抖动，保证了作业车辆行走控制方向的准确性和平顺性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例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。图1是本专利技术实施例提供的果园作业车辆的行走控制方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的基于激光数据的舵角控制示意图；图3是本专利技术实施例提供的基于超声波数据的舵角控制示意图；图4是本专利技术另一实施例提供的果园作业车辆的行走控制方法的流程示意图；图5是本专利技术实施例提供的果园作业车辆的行走控制装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的果园作业车辆的行走控制系统结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例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。本专利技术实施例基于载人作业在果园管理作业时的要求及特点，针对上述所提出的果园管理作业所必须满足的果园典型环境感知及控制要求，提供了一种包括稳定车速探测、果树行列信息提取、对行控制、地头识别及人机交互机制等功能模块的果园内载人作业平台的自动行走控制方法。图1是本专利技术实施例提供的果园作业车辆的行走控制方法的流程示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供一种果园作业车辆的行走控制方法，包括：101、对当前区域的激光反射点列进行直线拟合，得到果树列的位置。首先，通过设置在车辆上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果园作业车辆的行走控制方法，其特征在于，包括：/n对当前区域的激光反射点列进行直线拟合，得到果树列的位置；/n根据激光反射点列得到的障碍物，确定第一追踪点位置，以及根据超声传感器得到的障碍物，确定第二追踪点位置，每个追踪点位置在与果树列保持预设行距的航线上；/n基于当前位姿，根据第一追踪点位置和第二追踪点位置，分别确定第一追踪舵角和第二追踪舵角，选取使舵角调整较小者作为车辆控制舵角，进行车辆调整。/n

【技术特征摘要】
1.一种果园作业车辆的行走控制方法，其特征在于，包括：
对当前区域的激光反射点列进行直线拟合，得到果树列的位置；
根据激光反射点列得到的障碍物，确定第一追踪点位置，以及根据超声传感器得到的障碍物，确定第二追踪点位置，每个追踪点位置在与果树列保持预设行距的航线上；
基于当前位姿，根据第一追踪点位置和第二追踪点位置，分别确定第一追踪舵角和第二追踪舵角，选取使舵角调整较小者作为车辆控制舵角，进行车辆调整。


2.根据权利要求1所述的果园作业车辆的行走控制方法，其特征在于，所述对当前区域的激光反射点列进行直线拟合之前，还包括：
周期性获取当前区域的激光反射点列，结合上一周期的激光反射点列，确定车辆的当前位姿和实时速度。


3.根据权利要求2所述的果园作业车辆的行走控制方法，其特征在于，确定车辆的当前位姿和实时速度之后，还包括：
基于所述实时速度和车辆的设置速度，进行速度校准。


4.根据权利要求2所述的果园作业车辆的行走控制方法，其特征在于，周期性获取当前区域的激光反射点列，结合上一周期的激光反射点列，确定车辆的当前位姿和实时速度，包括：
获取当前周期激光反射点列坐标系，和上一周期激光反射点列坐标系的旋转系数和平移系数；
基于上一周期的位姿，结合所述旋转系数和所述平移系数，确定车辆的当前位姿，并基于相邻两个周期的时长，确定当前的实时速度。


5.根据权利要求2所述的果园作业车辆的行走控制方法，其特征在于，所述周期性获取当前区域的激光反射点列之后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立平，张林焕，张瑞瑞，李龙龙，褚旭飞，华玟，
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：北京;11