一种农机自动路径规划方法、装置和一种可自动规划路径的农机

摘要

本发明涉及自动化农业技术领域，特别涉及一种农机自动路径规划方法、装置和一种可自动规划路径的农机，农机自动路径规划方法路增加了径调节步骤，该步骤提供输入端口来供用户输入预行车时产生的实际垄间距，根据用户输入的实际垄间距既能够反向推出实际农具宽度X’和实际农具偏移量Y’，然后在根据农具偏移量来生成行车路径，相比于现有技术，采用本发明方法的农机不需要用户自己不断的调整测量值，仅仅需要用户在试运行后再测量一次实际垄间距，然后将实际垄间距提交给农机，农机即能够自动的结合实际垄间距来计算出实际农具宽度X’和实际农具偏移量Y’。

说明书

技术领域

本发明涉及自动化农业技术领域，特别涉及一种农机自动路径规划方法、装置和一种可自动规划路径的农机。

背景技术

农用设备在作业时，一般需要在挂载一个农具，例如在播种时就需要挂载一个播种机。农业生产中，会将土地分为多列田垄。田垄的产生是有农具行进的路径而形成的，通常，农具沿列方向行进的区域即为田垄。基于农业生产需要，田垄与田垄之间需要预留一定的间距。因此，农机的行进轨迹一般是沿列方向行进以形成田垄，等行进至田地的边界时，则沿行方向行进至另一列后沿列方向行进以形成另一列田垄。具体的，农机行进轨迹是由ECU模块(行车控制系统，一款安装在车辆液压阀和方向盘的控制器，通过定位系统发送过来的数据以及角度传感器的数据控制液压阀和方向盘以达到自动驾驶的效果)来生成的，ECU模块在生成行进轨迹时，需要根据农具的宽度和期望的垄间距数值来确定横向行进的距离，从而确保田垄与田垄之间具有一定的距离。目前农具的规格并不统一，也即农具的宽度不一致，因此在行进前需要用户手动测量并输入农具的宽度。

此外，农具安装时也难以做到农具与农机的挂载部完美契合，因此农具也难以相对行进路线的中间线对称，即农具左右不对称，如果忽略这种不对称，则会导致最终形成的垄间距忽大忽小，因此，在规划行进轨迹时，也必须将农具的偏移量作为一个参考变量来加以考虑。用户需要在测量农具宽度时也测量农具的偏移值，并将偏移值与农具宽度一并输入到系统中，以便系统自动规划行进路线。

然而，用户在测量农具宽度和农具偏移量时，测量结果不可避免存在误差，如果测量农具宽度出现偏差，则会导致垄间距与理想值不同，而如果农具偏移量出现错误，则会导致垄间距大小不一。现有技术中，该问题只能有用户不断测量、测试以纠正输入的农具宽度和偏移量来解决，调试困难。此外，即使调试至准确状态，农机在行进过程中，由于碰撞等原因，农具也容易导致再次偏移，即偏移量再次发生改变，此时用户有需要再次重新调试，使用过程十分复杂。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够快速纠正用户的测量误差，从而方便用户调试的农机自动路径规划方法，并且提供相应的农机。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种农机自动路径规划方法，包括：

预行车步骤：根据用户输入的农具宽度值X、农具偏移值Y和目标垄间距T来规划预行车路径，并依预行车路径驱动农机行进；

路径调节步骤：提供输入端口供用户输入预行车时产生的实际垄间距，所述实际垄间距包括左交接行的垄间距L和右交接行的垄间距R，并根据用户输入的实际垄间距来计算实际农具宽度值X’和实际农具偏移值Y’，根据农具偏移量来生成行车路径。

其中，所述实际农具宽度值X’＝X-((L+R)/2-T)。

其中，所述实际农具偏移值Y’＝Y-(L-R)/4。

其中，还包括异常纠正步骤：提供输入端口供用户异常垄间距，根据农具实际宽度值X’和异常垄间距来计算异常农具偏移值Y”，根据异常农具偏移值Y”来重新生成行车路径。

还提供一种农机自动路径规划装置，包括：

预行车装置：根据用户输入的农具宽度值X、农具偏移值Y和目标垄间距T来规划预行车路径，并依预行车路径驱动农机行进；

路径调节装置：提供输入端口供用户输入预行车时产生的实际垄间距，所述实际垄间距包括左交接行的垄间距L和右交接行的垄间距R，并根据用户输入的实际垄间距来计算实际农具宽度值X’和实际农具偏移值Y’，根据农具偏移量来生成行车路径。

其中，所述实际农具宽度值X’＝X-((L+R)/2-T)。

其中，所述实际农具偏移值Y’＝Y+(L-R)/4。

其中，还包括异常纠正装置：提供输入端口供用户异常垄间距，根据农具实际宽度值X’和异常垄间距来计算异常农具偏移值Y”，根据异常农具偏移值Y”来重新生成行车路径。

还提供一种可自动规划路径的农机，包括交互模块，主控模块和ECU模块，所述主控模块经交互模块获取用户输入的农具宽度值X、农具偏移值Y和目标垄间距T，并将这些数值传输至ECU模块，所述ECU模块据此规划预行车路径，并依预行车路径驱动农机行进；所述主控模块还经交互模块提供输入端口来供用户输入预行车时产生的实际垄间距，所述实际垄间距包括左交接行的垄间距L和右交接行的垄间距R，主控模块根据用户输入的实际垄间距来计算实际农具宽度值X’和实际农具偏移值Y’，并将实际农具宽度X’和实际农具偏移量Y’传送至ECU模块，所述ECU模块据此生成行车路径。

其中，所述交互模块是触控面板。

本发明的有益效果：本发明的农机自动路径规划方法路增加了径调节步骤，该步骤提供输入端口来供用户输入预行车时产生的实际垄间距，由于实际垄间距与目标垄间距T的差异是由于实际农具宽度X’和农具偏移量Y’导致的，预运行时采用的农具宽度值和实际农具宽度值的差异导致实际垄间距与目标垄间距在数值上的差异，预运行时采用的农具偏移值和实际农具偏移值的差异导致实际垄间距中左右交接行垄间距大小不一，因此根据用户输入的实际垄间距既能够反向推出实际农具宽度X’和实际农具偏移量Y’，然后在根据农具偏移量来生成行车路径，相比于现有技术，采用本发明方法的农机不需要用户自己不断的调整测量值，仅仅需要用户在试运行后再测量一次实际垄间距，然后将实际垄间距提交给农机，农机即能够自动的结合实际垄间距来计算出实际农具宽度X’和实际农具偏移量Y’。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为农机行进路径示意图。

注：图中虚线为农机路径，点断线则标示出左交接行的垄间距L和右交接行的垄间距R。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本发明一种可自动规划路径的农机的具体实施方式，该农机1包括交互模块，主控模块和ECU模块，所述主控模块经交互模块获取用户输入的农具2宽度值X、农具2偏移值Y和目标垄间距T，并将这些数值传输至ECU模块，所述ECU模块据此规划预行车路径，并依预行车路径驱动农机1行进。具体的，该农机1特运行以下方法：

预行车步骤：ECU模块根据用户输入的农具2宽度值X、农具2偏移值Y和目标垄间距T来规划预行车路径，并依预行车路径驱动农机1行进；

路径调节步骤：主控模块向交互模块提供输入端口供用户输入预行车时产生的实际垄间距，实际垄间距包括左交接行的垄间距L和右交接行的垄间距R，如图1所示，左交接行是指农具2分布于农机1的左侧部分所成的田垄的交接处，右交接行是指农具2分布于农机1的右侧部分所成的田垄的交接处，然后主控根据用户输入的实际垄间距来计算实际农具2宽度值X’和实际农具2偏移值Y’，并将计算得到的实际农具2宽度值X’和实际农具2偏移值Y’发送给ECU模块，其中实际农具2宽度值X’＝X-((L+R)/2-T)，实际农具2偏移值Y’＝Y+(L-R)/4，ECU模块则根据农具2偏移量来生成行车路径。

异常纠正步骤：主控模块向交互模块提供输入端口供用户异常垄间距，然后根据农具2实际宽度值X’和异常垄间距来计算异常农具2偏移值Y”，并将计算得到的异常农具2偏移值Y”发送个ECU模块，ECU模块根据异常农具2偏移值Y”来重新生成行车路径。

以下以实际数值进行举例，假如某农机1装载的农具2的实际宽度值是X’＝100；装载时农具2偏移量(即实际偏移量)Y’＝4，即分布在农机1左侧的农具2宽度值为54，分布在农机1右侧的农具2宽度值为46，农民期望的目标垄间距T＝20。

然而，由于农民测量的误差，导致输入的农具2宽度值X＝98，农具2偏移量Y＝6，也系统此时认为分布在农机1左侧的农具2宽度值为55，分布在农机1右侧的农具2宽度值为43，目标垄间距为用户输入的预设量，因此该量不会受测量误差影响，仍然为20。在此种情况下，ECU规划了行进路径并驱动农机1预行车，基于上述数据，ECU规划路径时，当农机1完成一列的作业后准备横向移动以转移至另一列时，农机1判断当前准备横向移动过的地方是左交接行还是右交接行，如果是左交接行，为了确保有20的垄间距，则认为需要行进130(即55*2+20)，如果是右交接行，则认为需要行进106(即43*2+20)。然而，由于实际上分布在农机1左侧的农具2宽度值和分布在农机1右侧的农具2宽度值并不是55和43，而是54和46，因此预行车后实际上左交接行垄间距为22，右交接行的垄间距为14，这无疑与期望值存在极大偏差。农民在发现垄间距与期望值存在偏差周，按照传统的方法，则需要重新测量并调整输入的农具2宽度值和农具2偏差值，但是这难保再次测量就必然是准确的。而采用该方法，则利用实际垄间距来推算并纠正农具2宽度值X、农具2偏移值Y，从而获得实际的值X’和实际农具2偏移值Y’。

依上述路径调整步骤的方法，用户根据农机1提供低收入端口输入测得左交接行垄间距22和右交接行的垄间距为14。系统根据计算公式，可以算得实际农具2宽度值X’＝X-((L+R)/2-T)＝98-((22+14)/2-20)＝100，实际农具2偏移值Y’＝Y-(L-R)/4＝6+(22-14)/4＝4。因此得到了准确的实际农具2宽度值和实际农具2偏移值，ECU在依据准确的实际农具2宽度值和实际农具2偏移值及能够规划出准确的路线。

另外，本方法还考虑到在行机过程中，由于震动等原因，实际农具2偏移值有可能产生变化，进而导致垄间距再次出现变化，针对该情况，本方法还提供异常纠正步骤来再次纠正农具2偏移值，纠正算法实际上类似于上文，在此不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。