用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法及系统，设置农机的作业参数，判断农机到达地头后使农机按照转弯方向和转弯角度开始进行地头转弯，实时获取农机的第一夹角，当第一夹角大于或等于夹角阈值时，使农机开始进行地头直线行驶，确定地头直线行驶的转出点，当判断农机到达转出点时，农机再次开始进行地头转弯，实时获取农机的第二夹角，当第二夹角大于或等于夹角阈值时，农机到达地头出弯点，完成地头转弯。本发明专利技术自动判断入弯点与出弯点以及地头直线行驶段的起点和终点，使农机在每一条作业路径间的作业幅宽均相同，自动驾驶机械在区间内往复的自动化作业，减少作业覆盖的重叠和遗漏，在减少作业时间的同时提高作业效率。间的同时提高作业效率。间的同时提高作业效率。

【技术实现步骤摘要】
用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及农业机械自动控制领域，特别是涉及一种用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法及系统。

技术介绍

[0002]农业机械的自动导航是现代农业机械自动化和智能化的关键技术之一。在农业机械导航过程中，地头转弯是农机作业中不可或缺的一部分。目前市面上所使用的地头转弯控制方法，主要以预先设定好的路径为主，而农机在按照预先设定好的路径进行作业时，由于农田土地松软、潮湿，导致农机在地头转弯时发生打滑和侧滑，使农机偏离预先设定好的路径，造成作业覆盖的重叠和遗漏，增加作业时间和降低作业效率。
[0003]因此，为了提高作业效率及减少作业时间，提供一种宽幅农机作业时自主的实时生成路径方法是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法及系统，以实现宽幅农机在地头转弯时自主生成实时地头转弯路径，使每一条作业路径间的作业幅宽均相同，减少作业覆盖的重叠和遗漏，在减少作业时间的同时提高作业效率。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法，其特征在于，所述方法包括：设置农机的作业参数；所述作业参数包括：单行直线作业的起点和终点、作业幅宽、转弯方向和转弯角度；所述农机从单行直线作业的起点开始沿着起点到终点的作业方向进行单行直线作业；判断所述农机是否越过单行直线作业的终点到达地头，获得第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述农机越过单行直线作业的终点到达地头，则使所述农机按照转弯方向和转弯角度开始进行地头转弯；实时获取所述农机按照转弯方向和转弯角度进行地头转弯过程中，农机当前方向与所述作业方向之间的夹角，确定为第一夹角；当所述第一夹角大于或等于夹角阈值时，使所述农机方向回正，并将此时的农机位置标记为回正点，使所述农机从所述回正点开始进行地头直线行驶；根据转弯角度、作业幅宽和所述回正点，确定地头直线行驶的转出点，并根据所述回正点和所述转出点生成地头直线行驶的路径规划；所述农机按照地头直线行驶的路径规划进行直线行驶，并判断所述农机是否到达地头直线行驶的转出点，获得第二判断结果；若所述第二判断结果表示所述农机到达所述地头直线行驶的转出点，则所述农机按照转弯方向和转弯角度再次开始进行地头转弯；实时获取所述农机按照转弯方向和转弯角度再次进行地头转弯过程中，农机当前方向与农机当前位置到地头出弯点方向之间的夹角，确定为第二夹角；当所述第二夹角大于或等于夹角阈值时，所述农机到达地头出弯点，完成地头转弯。2.根据权利要求1所述的用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法，其特征在于，判断所述农机是否越过单行直线作业的终点到达地头，获得第一判断结果，具体包括：根据单行直线作业的起点坐标和终点坐标，确定单行直线作业的作业直线；确定过所述起点且垂直于所述作业直线的起点直线，并确定过所述终点且垂直于所述作业直线的终点直线；判断所述农机的当前位置坐标是否位于所述起点直线和所述终点直线之间；若所述农机的当前位置坐标位于所述起点直线和所述终点直线之间，则所述第一判断结果表示所述农机未越过单行直线作业的终点；若所述农机的当前位置坐标不位于所述起点直线和所述终点直线之间，则所述第一判断结果表示所述农机越过单行直线作业的终点到达地头。3.根据权利要求1所述的用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法，其特征在于，判断所述农机是否越过单行直线作业的终点到达地头，获得第一判断结果，具体包括：根据所述农机的当前位置坐标、单行直线作业的起点坐标和终点坐标，利用公式确定农机当前位置到终点方向与作业方向的夹角，确定为第三夹角；其中，θ3为农机当前位置到终点方向与作业方向的第三夹角，为单行直线作业的起点A到终点B的向量，为单行直线作业的起点A到终点B的向量的模，为农机当前位置P到终
点B的向量，为农机当前位置P到终点B的向量的模；判断所述第三夹角是否大于或等于夹角阈值；若所述第三夹角小于夹角阈值，则所述第一判断结果表示所述农机未越过单行直线作业的终点；若所述第三夹角大于或等于夹角阈值，则所述第一判断结果表示所述农机越过单行直线作业的终点到达地头。4.根据权利要求1所述的用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法，其特征在于，所述根据转弯角度、作业幅宽和所述回正点，确定地头直线行驶的转出点，具体包括：根据所述转弯角度，利用公式确定所述农机按照转弯方向和转弯角度进行地头转弯的转弯半径；其中，R为转弯半径，P为地头入弯点，P
′
为农机按照转弯方向和转弯角度进行地头转弯过程中的一个位置点，α为转弯角度；根据所述转弯半径和所述作业幅宽，利用公式L＝W
‑
2R，确定所述农机进行地头直线行驶的距离；其中，L为地头直线行驶的距离，W为作业幅宽；根据所述地头直线行驶的距离和所述回正点，确定地头直线行驶的转出点。5.根据权利要求1所述的用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法，其特征在于，判断所述农机是否到达地头直线行驶的转出点，获得第二判断结果，具体包括：根据所述回正点的坐标和所述转出点的坐标，确定所述农机进行地头直线行驶的地头直线；确定过所述回正点且垂直于所述地头直线的回正点直线，并确定过所述转出点且垂直于所述地头直线的转出点直线；判断所述农机的当前位置坐标是否位于所述回正点直线和所述转出点直线之间；若所述农机的当前位置坐标位于所述回正点直线和所述转出点直线之间，则所述第二判断结果表示所述农机未到达地头直线行驶的转出点；若所述农机的当前位置坐标不位于所述回正点直线和所述转出点直线之间，则所述第二判断结果表示所述农机到达地头直线行驶的转出点。6.根据权利要求1所述的用于宽幅作业的农机无人驾驶地头转弯控制方法，其特征在于，判断所述农机是否到达地头直线行驶的转出点，获得第二判断结果，具体包括：根据所述农机的当前位置坐标和地头直线行驶的转出点的坐标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜娟，印祥，金诚谦，王艳鑫，杨腾祥，倪有亮，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：