基于图搜索的农地导航路径规划系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统

【技术实现步骤摘要】
基于图搜索的农地导航路径规划系统及其方法


[0001]本公开涉及一种车辆导航方法和系统
。
更具体地说，本公开涉及一种用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统及其方法
。

技术介绍

[0002]随着农业种植的大规模化，人们对农业机械化以及农业的智能化的需求越来越高
。
因此人们需要在大规模的农业种植中实现农业机械的智能化，这就使得在大规模的农地中能够实现车辆的自动驾驶称为现实的需求
。
[0003]自动农业车辆在进入果园或农田工作时，需要根据场地简要的地图，作业的任务要求，车辆的初始位置以及作业车辆的运动学限制，来快速规划一条可以满足要求的航行轨迹
。
概括来说，路径规划就是为了设计出一条从拖拉机当前垄覆盖所有需要作业垄的轨迹路径
。
路径规划可以看成是一个
TSP(Travelling Salesman Problem)
问题
。
[0004]目前，果园的路径规划主要方式是从当下垄开始，依次遍历所需要访问的若干垄<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统，包括：农地数据收集组件，通过驾驶车辆从起始垄的起始点围绕农地最外围垄地行驶一圈，以车辆起始点为基准点，获取农地经纬度信息
、
起始垄宽
、
车辆行进方向角度
、
车辆转向锚点位置以及农地尺寸；农地构造划分组件，以起始垄宽作为农地的平均垄宽，并基于所获得的转向锚点位置以及车辆在每个锚点位置的转弯半径，划分出农地的构造，所述构造包括起始垄
、
终止垄
、
远地头
、
近地头
、
垄数量
、
转向锚点位置以及远地头和近地头的转弯半径范围内存在障碍物的障碍物位置；节点图构建组件，以转向锚点作为图的节点，形成相邻节点作为具有彼此连接关系的节点图，并基于节点之间的距离不同赋予两个节点之间的对应的路径代价以及赋予同处于远地头或近地头的相邻两个节点之间存在障碍物的路径赋予无穷大的路径代价，并构建在任意两个节点间转移的代价矩阵；路径搜索选择组件，基于所述代价矩阵，针对所述节点图执行深度优先路径搜索，获取单向一次性遍历所有节点且总的路径代价小于无穷大的多种路径，并从所搜索出的多种路径中选择总路径代价最小的路径作为车辆的针对当前农地的农地导航路径
。2.
根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统，其中所述节点图构建组件还在在相邻垄地节距小于车辆转弯半径的情况下，将同处于远地头或近地头相邻节点之间的路径代价设置为无穷大
。3.
根据权利要求1或2所述的用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统，还包括：基本路径设置组件，在相邻垄地节距小于车辆转弯半径的情况下，从所选择的总路径代价最小的路径中，获取农地中不包含障碍物的部分地块，并针对所述部分地块中每种不同基本垄数的基本地块，按照至少跨一个垄地并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线；以及路径更新组件，从基本路径设置组件针对部分地块规划出的连续行进路线中选择其中一种针对该部分地块的连续行进路线，对所选择的总路径代价最小的路径中针对该部分地块的路进行替换更新，从而获得更新后的路径
。4.
根据权利要求3所述的用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统，还包括：地块划分组件，将部分农地从起始垄开始按照顺序以包含至少为5垄的基本垄数为单元划分成多个基本地块，并在部分农地总垄数不能整除基本垄数的情况下，将最后余数垄数量的地块作为部分农地的最末地块或余数小于5的最后余数垄数量的地块与部分农地的最末基本地块合并地块作为最末地块；以及农地导航路径合并组件，选择所述部分农地的基本垄数的基本地块，将所有基本地块与最末地块的导航路径按照顺序首尾相接从而获得车辆在所述部分农地中的连续行进路线作为其自动驾驶导航路径，其中所述最末地块垄数大于5且小于所选择的基本垄数两倍
。5.
根据权利要求4所述的用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统，其中所述基本路径设置组件在相邻垄地节距大于或等于车辆转弯半径的情况下，按照逐垄连续行进的方式规划自动驾驶车辆在所述农地中的导航地图
。
6.
根据权利要求4所述的用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统，其中所述基本路径设置组件在基本地块的垄数为5时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第
0、2、4、1
以及3垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第3垄进入下一基本地块的第0垄
。7.
根据权利要求4所述的用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统，其中所述基本路径设置组件在基本地块的垄数为7时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第
0、2、5、3、1、4、
以及6垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第6垄进入下一基本地块的第0垄
。8.
根据权利要求4所述的用于自动驾驶车辆的基于图搜索的农地导航路径规划系统，其中所述基本路径设置组件在基本地块的垄数为9时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第
0、2、5、7、4、1、3、6
以及8垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第8垄进入下一基本地块的第0垄
。9.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晨，费铮豪，车德梦，
申请(专利权)人：深圳千木知微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：