一种农机耕种导航线修正方法及系统

摘要

本发明提供一种农机耕种导航线修正方法，包括：S1、基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；S2、若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；S3、基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线。本发明提供的农机耕种导航线修正方法及系统，通过设置和调整耕种角度，从而实时更新导航线信息，并且避开无法耕种区域，使得导航过程稳定高效，提升耕种效率。

权利要求

1.一种农机耕种导航线修正方法，其特征在于，包括：S1、基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；

S2、若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；

S3、基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线；

其中，步骤S2包括：

若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，则将所述障碍点作为第三位置；

基于所述第三位置，调整所述耕种角度，以确定第四位置，其中所述第四位置距离耕作地块边沿线距离误差小于所述预设阈值且不属于农机无法耕种区域，所述第三位置与所述第四位置的连线垂直于耕作地块的边沿线；

所述基于所述第三位置，调整所述耕种角度，以确定第四位置包括：获取所述第三位置与耕作地块边沿线之间的距离；

基于预设的调整角度与距离之间的对应关系，调整所述耕种角度，以确定所述第四位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：将起始耕种点作为第一位置；

基于预设的耕种角度，选取距离所述第一位置预设距离的点作为第二位置；

以所述第一位置和所述第二位置的连线作为所述导航线。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述起始耕种点为耕作地块的任一端点，所述耕种角度为耕作地块边沿线与所述端点地理正北方向之间的夹角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体包括：将所述起始耕种点与所述第四位置的连线作为更新后的导航线。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤S3后所述方法还包括：将所述农机调整至所述更新后的导航线上，以使所述农机沿所述更新后的导航线继续耕种。

6.一种农机耕种导航线修正系统，其特征在于，包括：确定模块，用于基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；

调整模块，用于若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；

更新模块，用于基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线；

其中，所述调整模块，具体用于：

若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，则将所述障碍点作为第三位置；

基于所述第三位置，调整所述耕种角度，以确定第四位置，其中所述第四位置距离耕作地块边沿线距离误差小于所述预设阈值且不属于农机无法耕种区域，所述第三位置与所述第四位置的连线垂直于耕作地块的边沿线；

所述基于所述第三位置，调整所述耕种角度，以确定第四位置包括：获取所述第三位置与耕作地块边沿线之间的距离；

基于预设的调整角度与距离之间的对应关系，调整所述耕种角度，以确定所述第四位置。

7.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至5任一所述的方法。

说明书

一种农机耕种导航线修正方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及农机自动驾驶领域，更具体地，涉及一种农机耕种导航线修正方法及系统。

背景技术

[0002] 精准农业(Precision Agriculture)是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的根据3S技术，所述3S技术是英文遥感技术(Remote Sensing RS)、地理信息系统(Geographical information System GIS)、全球定位系统(Global Positioning System GPS)的简称。3S技术能够定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理。

[0003] 农机自动驾驶系统是完成农机高效、准确耕作的前期，所以农机自动驾驶系统是精准农业发展的重要组成部分，是农业机械现代化、智能化的基础。农机自动驾驶系统集成了全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)、自动控制技术、惯性导航技术，通过利用GNSS高精度的卫星导航完成对农机的定位和测量，通过惯性导航姿态测量及控制系统，完成对农业机械的厘米级高精度控制，可以大幅提升农机的耕作效率、减轻劳动强度，并从源头上完成了农作物地理信息上绝对位置的测量和控制。目前比较典型的产品包括美国Trimble公司的Autopolit农机自动驾驶仪，加拿大AGjunction公司的outback系列农机自动驾驶仪，Agleader，Topcon品牌的产品等等。

[0004] 农机自动驾驶系统一般包括农机导航仪、农机自动驾驶控制器(农机辅助驾驶系统不含有控制器)、转向执行机构。现有技术中主要采用农机导航仪，农机导肮仪通过其运行的农机导航软件与用户进行交流，是整个自动驾驶的用户端。应用农机自动驾驶系统工作时，需要根据农田及农艺的要求确定农机耕种导航线，由于大型农村土地宽广切农艺要求精度较高，故此农机耕种导航线的确定是费时、费力的工作。

[0005] 现有技术中对于农机耕种导航线一般采用A点、B点两点确定一条直线的方法，此方法需要农户在耕作地块的两个端点分别确定A点和B点，然后将A点和B点的连线作为农机耕作的初始导航线。

[0006] 但是，耕作地块不一定是规则的形状，并且耕作地块的边缘可能存在一些设施或者无法耕种区域，以耕作地块的两个端点的连线作为的农机耕作导航线可能会经过这些无法耕种区域，导致自动耕种失败，因而现在亟须一种农机耕种导航线的修正方法。

发明内容

[0007] 本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种农机耕种导航线修正方法，包括：

[0008] S1、基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；

[0009] S2、若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；

[0010] S3、基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线。

[0011] 其中，步骤S1包括：

[0012] 将起始耕种点作为第一位置；

[0013] 基于预设的耕种角度，选取距离所述第一位置预设距离的点作为第二位置；

[0014] 以所述第一位置和所述第二位置的连线作为所述导航线。

[0015] 其中，所述起始耕种点为耕作地块的任一端点，所述耕种角度为耕作地块边沿线与所述端点地理正北方向之间的夹角。

[0016] 其中，步骤S2包括：

[0017] 若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，则将所述障碍点作为第三位置；

[0018] 基于所述第三位置，调整所述耕种角度，以确定第四位置，其中所述第四位置距离耕作地块边沿线距离误差小于所述预设阈值且不属于农机无法耕种区域，所述第三位置与所述第四位置的连线垂直于耕作地块的边沿线。

[0019] 其中，所述基于所述第三位置，调整所述耕种角度，以确定第四位置包括：

[0020] 获取所述第三位置与耕作地块边沿线之间的距离；

[0021] 基于预设的调整角度与距离之间的对应关系，调整所述耕种角度，以确定所述第四位置。

[0022] 其中，步骤S3具体包括：

[0023] 将所述起始耕种点与所述第四位置的连线作为更新后的导航线。

[0024] 其中，步骤S3后所述方法还包括：

[0025] 将所述农机调整至所述更新后的导航线上，以使所述农机沿所述更新后的导航线继续耕种。

[0026] 根据本发明的第二方面，提供一种农机耕种导航线修正系统，包括：

[0027] 确定模块，用于基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；

[0028] 调整模块，用于若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；

[0029] 更新模块，用于基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线。

[0030] 根据本发明的第三方面，提供一种计算机程序产品，包括程序代码，所述程序代码用于执行上述所述的农机耕种导航线修正方法。

[0031] 根据本发明的第四方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，用于存储如前所述的计算机程序。

[0032] 本发明提供的农机耕种导航线修正方法及系统，通过设置和调整耕种角度，从而实时更新导航线信息，并且避开无法耕种区域，使得导航过程稳定高效，提升耕种效率。

附图说明

[0033] 图1是本发明实施例提供的一种农机耕种导航线修正方法流程图；

[0034] 图2是本发明实施例提供的导航线修正示意图；

[0035] 图3是本发明实施例提供的一种农机耕种导航线修正系统结构图。

具体实施方式

[0036] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0037] 图1是本发明实施例提供的一种农机耕种导航线修正方法流程图，如图1所示，所述方法包括：

[0038] S1、基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；

[0039] S2、若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；

[0040] S3、基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线。

[0041] 现有技术中，采用AB线方法确定导航线，需要分别确定耕作地块的两个端点A点和B点，但由于存在一些无法耕种区域，若直接以端点作为A点和B点，将有可能会使得AB之间的连线经过无法耕种区域，从而自动耕种失败。

[0042] 那么，为了避开无法耕种区域，现有技术将会对A点和B点进行平移，从而调整AB线的位置，使得AB线不经过无法耕种区域。

[0043] 但是导航线一般要求尽可能的沿耕作地块的边沿线进行耕种，从而使得耕种的土地利用率最高，那么在耕种过程中，现有技术提供的AB线法不能保证该导航线使得土地利用率最高。

[0044] 针对上述现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种农机耕种导航线修正方法，使得导航线的确定无须依赖耕作地块的两个端点A点和B点，而是根据实时调整耕作角度，从而实时更新导航线，使得农机耕作过程能够避开无法耕种区域并且尽可能的贴近耕作地块的边沿线，使得土地利用率最高。

[0045] 具体的，S1中，所述预设的耕种角度为本发明实施例根据需要耕种的初始方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角设置的，可以理解的是，在每一个耕作用的农机上均装有自动驾驶系统，可以设置驾驶的方向。

[0046] 一般的，所述耕种的起始方向为沿耕作地块的边沿线或尽可能的贴近耕作地块的边沿线。

[0047] S1中，所述起始耕种点为农机开始耕种的地点，一般的，会将开始耕种的地点设置为耕作地块的其中一个端点。

[0048] 进一步的，根据耕种角度和起始耕种地点，可以以起始耕作地点构造一条朝所述耕种角度延伸的导航线。

[0049] 需要说明的是，本发明实施例此时提供的导航线是基于初始位置和初始角度确定的导航线，而不是基于两个端点确定的。

[0050] S2中，可以理解的是，由起始耕种点和预设耕种角度确定的导航线的耕种过程可能不会那么精准，在沿导航线耕种的过程中可能会遇到障碍点，所述障碍点在本发明实施例中为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点，无法耕种区域即农机无法继续沿当前导航线耕种，而距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点即为当前的耕种位置已经偏离耕作地块边沿线太远，需要重新规划导航线从而靠近耕作地块边沿线。

[0051] 进一步的，所述调整耕种角度为改变初始设置的耕种角度，即调整农机的耕种方向与起始耕种点地理正北方向之间的夹角，从而重新规划导航线。

[0052] 优选的，本发明实施例提供以下调整耕种角度方案，若导航线在耕种过程中遇到障碍点，则反馈障碍点信息，根据障碍点信息设置调整耕种角度的大小，具体的耕种角度大小由障碍点信息确定，例如反馈的障碍点信息为距离右耕作地块边沿10m，而预设的阈值为9m，则根据反馈障碍点信息将耕种角度向右减小5度。

[0053] S3中，所述基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线，相当于将调整后的耕种角度作为预设耕种角度重新确定导航线，修正后的导航线起点和初始导航线一样，都是耕种起点，但是耕种的方向不同，从而使得农机能够朝新的方向耕种，而不会按照原来的导航线继续耕种。

[0054] 需要说明的是，由于修正后的导航线和初始导航线不同，而农机已经按照初始导航线进行了耕种，故而在修正导航线之后，农机将以最短距离的方式回到修正后的导航线上。

[0055] 进一步的，在修正后的导航线耕种的过程中若继续遇到障碍点，则可以按照本发明实施例提供的方法再次对导航线进行修正，直至农机到达耕作地块的另一端。

[0056] 本发明实施例提供的农机耕种导航线修正方法使得农户一次完成目标线的确定，且不不要独立进行麻烦的定线流程，在地块第一条耕作线就可以实现自动驾驶，并边工作边调节，大幅降低了农机自动驾驶系统的使用复杂度，提升工作效率。

[0057] 在上述实施例的基础上，步骤S1包括：

[0058] 将起始耕种点作为第一位置；

[0059] 基于预设的耕种角度，选取距离所述第一位置预设距离的点作为第二位置；

[0060] 以所述第一位置和所述第二位置的连线作为所述导航线。

[0061] 具体的，本发明实施例提供的确定导航线的方法为根据起始耕种点的位置确定第一位置，然后根据预设的耕种角度在耕种方向上找出一个距离所述第一位置一定距离的点作为第二位置，然后根据两点确定一条直线的方法确定导航线。

[0062] 优选的，本发明实施例的预设距离可根据耕作地块的大小进行设置，若耕作地块较大，对应的将预设距离增大，若耕作地块较小，则对应的将预设距离减小。

[0063] 在上述实施例的基础上，所述起始耕种点为耕作地块的任一端点，所述耕种角度为耕作地块边沿线与所述端点地理正北方向之间的夹角。

[0064] 可以理解的是，本发明实施例主要针对于在对农田边缘耕种时的初始导航线中存在的问题进行修正，因而优选的将起始耕种点设置为耕作地块的任一端点。

[0065] 进一步的，若起始耕种点为耕作地块的端点，那么其耕种角度则应该尽可能的沿耕种地块边沿线的方向进行耕种，故而本发明实施例优选的将耕种角度设置为耕作地块边沿线与所述端点地理正北方向之间的夹角。

[0066] 在上述实施例的基础上，步骤S2包括：

[0067] 若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，则将所述障碍点作为第三位置；

[0068] 基于所述第三位置，调整所述耕种角度，以确定第四位置，其中所述第四位置距离耕作地块边沿线距离误差小于所述预设阈值且不属于农机无法耕种区域，所述第三位置与所述第四位置的连线垂直于耕作地块的边沿线。

[0069] 图2是本发明实施例提供的导航线修正示意图，如图2所示，初始导航线为图2中的位置1和图2中的位置2确定的黑色实线确定的导航线，其中位置1即为本发明实施例中所述的第一位置也是起始耕种点，位置2即为本发明实施例所述的第二位置。

[0070] 那么预设的耕种角度即为位置1和位置2连线与穿过位置1的地理正北方向之间的夹角，农机在沿初始导航线继续耕种时，快要抵达耕作地块的边界，而耕作地块的边界属于无法耕种区域，那么将此时农机的所在位置标记为障碍点，即图2中的位置3，也是本发明实施例中的第三位置。

[0071] 可以理解的是，农机此时无法继续向前耕种，那么只能调整耕种角度从而修正导航线，使得农机能够继续耕种，那么本发明实施例提供的方案为调整预设的耕种角度，更换导航线的位置。

[0072] 具体的，调整耕种角度后，在第三位置的平行位置处确定第四位置，即图2中的位置4，然后将位置4和位置1的连线，即图2中的黑色虚线作为修正后的导航线。

[0073] 其中，位置4的确定是根据调整的角度以及位置3和位置4的连线需要和耕作地块的边沿线垂直。

[0074] 在上述实施例的基础上，所述基于所述第三位置，调整所述耕种角度，以确定第四位置包括：

[0075] 获取所述第三位置与耕作地块边沿线之间的距离；

[0076] 基于预设的调整角度与距离之间的对应关系，调整所述耕种角度，以确定所述第四位置。

[0077] 可以理解的是，所述调整角度需要设置有指导标准，本发明实施例优选的将调整角度与障碍点距离耕作地块边沿线之间的距离建立对应关系。

[0078] 具体的，首先获取障碍点即第三位置的障碍点信息，其中包括了第三位置与耕作地块边沿线之间的距离，然后再根据获取的距离信息相应的调整需要减小或增大耕种角度的大小。

[0079] 例如：获取了第三位置距离右边沿线的距离为0m，即此时已经无法继续向前耕种，那么对应的只需要向左调整耕作角度5度即可继续向前耕种；若获取了第三位置距离右边沿线的距离为10m，即此时距离边沿线距离过大，那么需要对应向右调整耕作角度5度，从而保证土地的耕作利用率达到最大。

[0080] 在上述实施例的基础上，步骤S3具体包括：

[0081] 将所述起始耕种点与所述第四位置的连线作为更新后的导航线。

[0082] 可以理解的是，获取的第四位置为根据第三位置的平行位置以及调整的角度之间的关系确定的，那么新的导航线则需要重新根据第四位置和起始耕作点之间的连线重新确定。

[0083] 在上述实施例的基础上，步骤S3后所述方法还包括：

[0084] 将所述农机调整至所述更新后的导航线上，以使所述农机沿所述更新后的导航线继续耕种。

[0085] 具体的，如图2所示，农机此时处于位置3，而更新后的导航线为黑色虚线，那么农机将需要尽快调整到更新后的导航线上，从而沿新的导航线上继续耕种，如图2所示，农机将调整朝向，向黑色虚线方向靠近，从而返回修正后的导航线。

[0086] 需要说明的是，本发明实施例不对农机返回导航线的具体规则做限定。

[0087] 图3是本发明实施例提供的一种农机耕种导航线修正系统结构图，如图3所示，一种农机耕种导航线修正系统，包括：确定模块1、调整模块2以及更新模块3，其中：

[0088] 确定模块1用于基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；

[0089] 调整模块2用于若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；

[0090] 更新模块3用于基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线。

[0091] 具体的，确定模块1通过设置起始耕种点和耕种角度，从而确定出初始的导航线，可以理解的是，初始导航线可能会在耕种过程中出现问题，从而需要对其进行修正，调整模块2即在初始导航线遇到障碍点时需要对耕种角度进行调整，从而使得更新模块3能够重新规划导航线。

[0092] 本发明实施例提供的农机耕种导航线修正系统使得农户一次完成目标线的确定，且不不要独立进行麻烦的定线流程，在地块第一条耕作线就可以实现自动驾驶，并边工作边调节，大幅降低了农机自动驾驶系统使用复杂度，提升工作效率。

[0093] 本发明实施例提供一种农机耕种导航线修正系统，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

[0094] 所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：S1、基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；S2、若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；S3、基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线。

[0095] 本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：S1、基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；S2、若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；S3、基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线。

[0096] 本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：S1、基于预设的耕种角度和起始耕种点，确定导航线，以使农机沿所述导航线进行耕种，其中耕种角度为耕种方向与所述起始耕种点地理正北方向之间的夹角；S2、若所述农机在沿所述导航线耕种中遇到障碍点，调整所述耕种角度，所述障碍点为农机无法耕种区域或距离耕作地块边沿线超过预设阈值的点；S3、基于调整后的耕种角度和起始耕种点，更新所述导航线。

[0097] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0098] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0099] 最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。