【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到一种大马力农机绕障路径规划方法，特别是一种实施避障的算法，属于农业设备。
技术介绍
1、农业机械越来越趋向于智能化，农业机械自动导航技术是精细农业的关键技术。实际的生产活动中农机会遇到一些未知的问题需要处理，在作业时农机可能碰到电线杆、人以及其他机械等障碍物或接近地头，农机需要做出避障决策，实现障碍物的躲避，对人进行安全保护和对农作物的伤害程度减到最低，同时又能最大的发挥自主导航农业车辆的生产效率，将是一个重要的研究问题。
2、现有技术中，多采用最短切线法设置避障路径，主要是两条直线段和一段圆弧，此方法较为简单，但是直线段与农机当前作业路径相连接之后会形成一段折线段，对于具有较大转弯半径的大马力农机来说，折线段无疑会影响大马力农机的控制精度，造成跟踪误差变大；当避障结束后，大马力农机需要对原有作业路径进行跟踪，如果因为转弯半径而造成控制精度变低，后续的跟踪效果包括入线、避障路径跟踪和入线后的跟踪效果都会降低。
3、大马力农机在进行避障时首先要考虑农机的转弯半径，是否会对附近的作物和人造成影响，通过传感器获取障碍物信息做出避障决策，实现路径规划；同时在绕障过程中再次遇到障碍物也是值得考虑的一个问题。
4、现有技术中主要是使用了两条直线段和一段圆弧，直线段与圆弧进行相切，这种方式虽然简单，易操作，但是农机与规划圆弧连接处会形成一个折角，对于具有最小转弯半径的大马力农机来说，反而会影响农机的精准度，包括跟踪效果和绕障结束后的入线效果。专利号为cn201710156019.9(用于农机
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种大马力农机绕障路径规划方法，用于提升农机控制的精度，减少路线偏移，优化避障路径规划和根据障碍物类型的不同规划不同的路径以及实现避障过程中再次遇到障碍物的问题。解决现有技术因为大马力农机的转弯半径而引起的农机转弯精度问题、绕障结束车辆重新入线的问题和绕障过程中出现的其他障碍物如何再次绕障的问题，主要包括以下两个方面：
2、一、分类避障路径规划，实现检测到障碍物之后，根据障碍物类型的不同规划不同的路径，并且远离障碍物的绕障路径；
3、二、避障过程遇到障碍物进行二次避障，如果在避障过程中再次遇见障碍物，会进行等待，如果障碍物存在的时间超过设定的时间，农机进行二次规划，重新规划一条路径线，进行路径跟踪。
4、其中该方法的主要流程如下：
5、步骤1：检测障碍物
6、在此步骤中，所述农机安装有毫米波雷达，毫米波雷达检测到到障碍物后，会获取当前障碍物的信息，包括纵向距离longdis、横向距离latdis、纵向速度longvel和横向速度latvel。
7、步骤2：判断障碍物是否可移动
8、(1)可移动障碍物：所述农机通过毫米波雷达获取可移动障碍物的近五次位置信息，取得五次障碍物位置信息的平均值，以平均值的位置作为圆心，进行后续路径规划，若相对而行，农机不进行动作。
9、(2)不可移动障碍物：所述农机将障碍物的位置作为圆心，进行路径规划，按照正常流程进行绕障。
10、步骤3：数据分析
11、在此步骤中，所述农机通过毫米波雷达检测到障碍物的信息之后，进行农机与障碍物之间安全距离safedis和安全时间safetime的分析；
12、(1)首先进行纵向距离longdis和横向距离latdis的判断，如果纵向距离longdis进入安全距离safedis，车辆停止；如果纵向距离longdis并没有进入安全距离safedis，但是横向距离latdis进入了，就需要进行速度的判断；
13、(2)如果纵向速度longvel为正，说明障碍物运行的方向与农机当前运行方向一致，继续判断速度大小，
14、1)如果障碍物的longvel小于农机速度carvelocity，就需要继续判断longvel和carvelocity之间的速度差，进而判断安全时间safetime，超过安全时间便会停车；
15、2)如果障碍物的longvel大于农机速度carvelocity，那么农机继
16、续安全行驶
17、(3)如果纵向速度longvel为负，说明障碍物运行的方向与农机当前运行方向不一致，不一致首先进行横向距离判断；
18、1)如果横向距离latdis是处于安全距离safedis内，那么纵向距离longdis进入安全距离之内，车辆停止；
19、2)如果横向距离latdis是处于安全距离safedis外，车辆继续行驶不会行进停车操作；
20、步骤4：记录农机信息
21、在此步骤中，记录农机当前路径点pathpoint，保存至任务数据，然后农机将当前任务数据清空并计算绕障结束后的目标点：targetpoint＝pathpoint+longdis/0.5，将计算后的目标点targetpoint进行保存作为绕障结束之后农机的寻线点；
22、步骤5：绕障路径规划
23、在此步骤中，如图2所示，将障碍物作为圆心o，以获取到的直线距离latdis2+longdis2＝r2，获取半径r，以r为半径、障碍物为中心规划一个圆c；以圆心o为中心，获取在圆c上需要插值的点ex＝ox+sinθ*r和ey＝oy-cosθ*r得到在圆c的点，θ为所要获取的圆弧a范围，根据横向距离左负右正改变ox和oy的正负值；
24、步骤6：路径连接并插值
25、在此步骤中，如图2所示，所述圆弧a一端连接农机当前路径点形成一段直线段，在直线段中进行插值；圆弧另一端连接绕障结束后的目标点targetpoint形成一段直线段，在直线段中进行插值；
26、步骤7：路径加载
27、在此步骤中，所述农机删除当前任务中的工作路径，并加载规划完成的绕障路径；
28、步骤8：绕障跟踪
29、在此步骤中，所述农机进行路径跟踪，在跟踪到圆弧a另一端与目标点targetpoint相连接的直线段中的路径点只剩下四个时，结束跟踪并删除剩余的点；
30、步骤9：在此步骤中，如果绕障过程中再次遇到不可避免地障碍物，重新获取障碍物的位置进行路径规划，与障碍物的距离得到后，按照第一次的规划方式，进行路径规划，首先根据绕障钱的坐标点重新进行目标点的计算，然后规划处圆弧之后，进行路径点的连接，当农机的朝向与本来的路径平行之后，进行第二次绕障，跟踪规划完成后的第二次路径。
31、步骤10：绕障结束
32、删除绕障路径，重新加载当前区域的路径，跟踪绕障结束后的目标点。
33、专利技术效果本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大马力农机绕障路径规划方法，其特征在于，主要包括两个方面：分类避障路径规划和避障过程遇到障碍物进行二次避障。
2.根据权利要求1所述的一种大马力农机绕障路径规划方法，其特征在于：判断障碍物是否可移动，针对可移动障碍物，所述农机通过毫米波雷达获取可移动障碍物的近五次位置信息，取得五次障碍物位置信息的平均值，以平均值的位置作为圆心，进行后续路径规划，若相对而行，农机不进行动作；针对不可移动障碍物，所述农机将障碍物的位置作为圆心，进行路径规划，按照正常流程进行绕障。
3.根据权利要求1所述的一种大马力农机绕障路径规划方法，其特征在于：所述农机通过毫米波雷达检测到障碍物的信息之后，进行农机与障碍物之间安全距离safeDis和安全时间safeTime的分析；
4.根据权利要求1所述的一种大马力农机绕障路径规划方法，其特征在于：将障碍物作为圆心O，以获取到的直线距离latdis2+longdis2＝R2，获取半径R，以R为半径、障碍物为中心规划一个圆C；以圆心O为中心，获取在圆C上需要插值的点ex＝Ox+sinθ*R和ey＝Oy-cosθ*R得到在
5.根据权利要求1所述的一种大马力农机绕障路径规划方法，其特征在于：绕障过程中再次遇到不可避免地障碍物，重新获取障碍物的位置进行路径规划，与障碍物的距离得到后，按照第一次的规划方式，进行路径规划，首先根据绕障钱的坐标点重新进行目标点的计算，然后规划处圆弧之后，进行路径点的连接，当农机的朝向与本来的路径平行之后，进行第二次绕障，跟踪规划完成后的第二次路径。
...【技术特征摘要】
1.一种大马力农机绕障路径规划方法，其特征在于，主要包括两个方面：分类避障路径规划和避障过程遇到障碍物进行二次避障。
2.根据权利要求1所述的一种大马力农机绕障路径规划方法，其特征在于：判断障碍物是否可移动，针对可移动障碍物，所述农机通过毫米波雷达获取可移动障碍物的近五次位置信息，取得五次障碍物位置信息的平均值，以平均值的位置作为圆心，进行后续路径规划，若相对而行，农机不进行动作；针对不可移动障碍物，所述农机将障碍物的位置作为圆心，进行路径规划，按照正常流程进行绕障。
3.根据权利要求1所述的一种大马力农机绕障路径规划方法，其特征在于：所述农机通过毫米波雷达检测到障碍物的信息之后，进行农机与障碍物之间安全距离safedis和安全时间safetime的分析；
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海华，张玉成，李扬，李同滨，张凯文，耿春雷，张守阳，陆在旺，赵紫旭，
申请(专利权)人：山东中科智能农业机械装备技术创新中心，
类型：发明
国别省市：
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