CN104781633A - 农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，包括即使在多边形农田也可以快速产生导航线的技术，还有可以通过输入畦头的数据生成旋回路径。该系统可以根据农田多边形作为施工条件任意生成施工线，而且，在导航画面中，除了显示导航线以外，还显示了包含道路、畦头、水路、建筑物、设施和障碍物等的背景地图，可以在夜间进行农作业。

Description

农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备

技术领域

本发明涉及农业施工中，提高拖拉机等器械的施工路线效率进行导航的导航系统技术领域，特别是以生成显示拖拉机行进路径的施工导航线作为特征的导航系统，以及相关联的技术，具体地说是农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备。

背景技术

（1）拖拉机的农业施工（农田耕种等工作）。

现有技术中，拖拉机在农田中进行农业施工时，通常是反复直线行驶，并不能对农田全面覆盖。在这种直线行驶的情况下，一般在行驶的起点和终点分别插上旗帜，以这个旗帜作标记，操作员驾驶拖拉机，从开始点行驶到结束点为止。这种操作方式，由于拖拉机在行驶的途中没有特别的记号作为参考，操作员单凭感觉行驶。

另外，在农田做标记的时候，主要采用的方法是：在开始的第1条线路使用标杆进行标记，在施工的同时移动标杆，在地面上以施工宽度的距离进行平移，并在地面上进行标记。

这种传统的方法，虽然树立了旗帜作为标志，但在农田有倾斜和起伏等地势存在时，使得行驶终点的旗帜看不见而无法行驶。另外，在夜间行驶，不仅仅看不到旗帜，连周围显著的建筑物及其它自然物等也看不见，大大加大作业难度。

拖拉机为了进入接下来的施工线时，拖拉机需要在畦头部分笔直的进入下一根目标施工线，但是现存的导航系统中没有生成这种导航线的功能，虽然能够进入下一根施工线，但是因为在没有标记的情况下进入下一根施工线，在进入下一根施工线时，会造成拖拉机蛇形驾驶等情况。

（2）导航系统的应用

如上所述，在农田施工的时候，拖拉机通常是反复直线行驶。从开始点到结束点行驶一次之后，把这个线路平行移动在农田上构成多条路径，并在地图上表示这个路径的导航系统。这种应用近年来被广泛应用。

利用这种导航系统，因为可以在画面上显示拖拉机的位置是否在上述的路线中偏离了。所以操作员无需设定特别标记，使得更有效率的进行农业施工。

这样的导航系统中，上述的路线，一般被称为施工导航线。例如在矩形的农田中，施工导航线的制作方法一般如下所述：

（ａ）最初的一次，拖拉机沿着农田的某一条边，从这条边的一个顶点到另一个顶点，进行直线行驶，记录下这条直线路径（初始施工线）。参照图20（a）。

（ｂ）以记录下的路径作为对象，往农田内部方向，按照设定的距离进行平行移动，从而生成多条直线路径（施工线）。参照图20（b）。

（ｃ）生成的多条直线路径（施工线）的集合，定义为“施工导航线”。参照图20（ｃ）。

根据上述这样的流程，即可生成施工导航线。

已有技术文献：

专利文献1特刊平成１０－０６６４０３号公报，记述了在农田施工车辆的驾驶过程中，在施工车辆上可以监视施工的轨迹和施工方向的系统；专利文献2特刊２００８－０１７７３５号公报中，记述了农业施工用施工线的显示设备。特别是，以等高线为基础，生成施工线作为特征；特许文献3特刊２００８－３０４４１２号公报，记述了关于拖拉机路径计算方法的技术。特别是，记述了对应于拖拉机是否牵引拖车的情况下，计算对应于施工线之间的间隔变化的最佳路径的发明。

以上现有技术存在的未解决的问题

(1)不熟练的人、凭感觉驾驶拖拉机时，有时候不能够进行直线驾驶。结果，导致农药散播等农作业效率非常低，作业时间增大，造成农作物质量的低下。

以前的导航系统，虽然可以解决这个问题。但是在导航线生成的时候，初始的一条路径必须由人员驾驶才能生成。这样导致了如果初始路径不能够正确驾驶，施工导航线的整体就不能被正确的生成。结果可能导致施工的效率低下。

 (2)一般来说，在农业施工中，根据拖拉机的施工宽度作为距离来平行移动路径（施工导航线），为了不残留未施工的部分，驾驶拖拉机。这个宽度随着施工的变化而变化，随着牵引拖车的宽度变化来调整。还有，在农药散布的时候，如果有重复施工的部分就会造成“散布浪费”，会影响农作物的生长。所以必须严格设定每条路径（施工导航线）的施工宽度和严格按照规定的路径驾驶拖拉机。

但是矩形以外，比如多边形的农田，为了和矩形农田一样，全部施工，必须没有缝隙的严格的设定每条路径。但是，在多边形的农田，为了严格设定每条路径的间隔，很难判断拖拉机旋回的区域和位置，因此造成判断困难。

（3）特别是，在目前为止的导航系统中由直线路径（施工线）构成的施工导航线就像上述一样能够被自动设定，但是，每一条路径之间的部分（连接部分），将没有导航功能，驾驶员根据自己的判断驾驶拖拉机旋回和折返等，然后使拖拉机进入下一条路径（施工线）。就是说，农田内部的路径（施工线）是由系统设定的，但是在实际驾驶拖拉机的时候，农田的外部或外围部分（畦头），由驾驶员按照自己的判断控制驾驶拖拉机的旋回和折返。当然，这个畦头部分对于每个农田来说有很大的不同，所以要做相同的处理会比较困难。而且，在畦头部分驾驶拖拉机旋回以后，拖拉机需要最短距离的进入下一条应该施工的路径（施工线），所以需要直线进入农田。这样的驾驶动作对于不熟练驾驶的驾驶员来说非常困难，很容易偏离施工导航线。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，包括在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统，所述的对拖拉机进行导航的农田导航系统包含农田数据的农田数据定义部分和以农田数据为基础，对于操作员显示施工导航线的导航部分，所述的农田数据定义部分包含：操作员根据农田形状输入多边形数据的输入方法和，利用上述的输入多边形数据生成农田形状的农田形状生成方法和，以上述农田数据定义作为特征的农田导航系统。

所述的农田导航系统包含：操作员可以制定任意的方向作为施工行进方向的指定方法和，以该方法在农田数据中进行定义的农田形状和施工行进方向作为特征的农田导航系统。

所述的农田导航系统包含：操作员输入多边形的任意一条边，都可以被操作员指定作为施工行进方向的指定方法和，以该方法在农田数据中进行定义的农田形状和施工行进方向作为特征的农田导航系统。

所述的农田导航系统包含：操作员以输入地点作为施工开始位置的指定方法和，以该方法在农田数据中进行定义的农田形状和施工开始位置作为特征的农田导航系统。

所述的农田形状生成方法包含：在画面上显示地图信息的表示方法和，操作员取得上述画面上显示的地图信息中输入多边形数据和，取得构成多边形的各条边的数据的取得方法，以及取得构成多边形的各条边的数据后，连接各条边生成上述多边形数据的生成方法。

所述的农田定义部分包含：操作员为了设定畦头部分，输入该畦头边的输入方法和，上述输入的边可以通过设定的距离进行平移，平移前的边和平移后的边的中间部分定义为畦头的畦头定义方法和，以该方法在农田数据中进行定义的农田形状、施工行进方向、包含上述畦头和施工领域的农田数据。

所述的农田数据定义部分包含：上述农田形状中，除去所述的畦头部分，确定施工领域的确定方法，和以该方法在农田数据中进行定义的农田形状、施工行进方向、包含上述畦头和施工领域的农田数据。

所述的导航部分包含：在所述的施工领域中所述的指定的行进方向与平移后施工线路径和，利用拖拉机施工宽度进行分隔形成直线路径群的形成方法和，在所述的畦头部分，连接所述的直线路径群生成连接路径的生成方法和，连接所述的直线路径群和所述的连接路径，生成全体的施工导航线的生成方法和，对于所述的操作员显示所述的施工导航线的显示方法。

所述的连接路径的生成方法是，生成使得上述拖拉机进行折返，或方向转换，或旋回的最短路径的连接路径，所述的显示方法是，向上述操作员显示包括连接路经在内的施工导航线。

所述的连接路径的生成方法是，在上述拖拉机的旋回半径和所述畦头的宽度的基础上，判断可以使拖拉机能够旋回的模式，然后生成该模式的连接路径。

所述的连接路径的生成方法是，上述农田形状是任意的凸多边形的时候，在所述的畦头部分，生成从所述的直线路径能够进入到所述的施工领域中相邻的下一条施工线的连接路径。

所述的导航部分包含：输出拖拉机当前位置的GNSS接收机和，所述的农田数据定义部分中定义的农田数据中，在所述的GNSS接收机输出的拖拉机当前位置的规定范围内检索农田的检索方法和，显示利用上述的检索手段检索出的一个以上的农田的显示方法和，从利用上述显示方法显示的农田中，操作员选择施工对象农田的输入方法和，所述的显示方法向操作员显示所述的输入的农田的施工开始位置、施工方向和施工线的条数。

所述的导航部分包含：输出拖拉机当前位置的GNSS接收机，所述的GNSS接收机，在施工开始的时候，将施工对象农田的农田数据中预先登录的位置作为已知点，将该已知点与上述GNSS接收机输出位置之间的误差进行置零，施工期间，通过所述的GNSS接收机输出的变化位置检测出的显示在地图上的坐标和实际坐标之间的误差一直被消除，从而使检测出的坐标和实际坐标之间相吻合。

在农田施工的时候可以修正GNSS接收机误差的导航方法包括：所述的农田数据中，包含已知点和该点的坐标数据，施工开始的时候，操作员选定上述农田的农田数据中的上述已知点位置后，移动上述拖拉机至上述已知点，移动完成后，在上述已知点处，所述的GNSS接收机进行误差修正，然后，在上述拖拉机在农田内行走的时候，所述的操作员输入开始点A的坐标和中间点B的坐标，输入完成后，连接所述的开始点A和中间点B的直线，推算出施工导航线，上述构成的施工导航线在显示屏上显示，上述操作员利用上述施工导航线的方向识别行进方向。

所述的导航方法中，所述的中间点B点，需要与所述的开始点A点相隔10米以上。

在农田施工的时候可以修正所述的GNSS接收机误差的导航方法包括：所述的农田数据中，包含已知点和该点的坐标数据，施工开始的时候，操作员选定上述农田的农田数据中的上述已知点位置后，移动上述拖拉机至上述已知点，移动完成后，在上述已知点处，对所述的GNSS接收机进行误差修正，然后，在上述拖拉机在农田内行走的时候，所述的操作员输入开始点A的坐标和结束点C的坐标，输入完成后，连接所述的开始点A和结束点C的直线，推算出施工导航线，上述构成的施工导航线在显示屏上显示，上述操作员利用上述施工导航线的方向识别行进方向，并识别上述开始点到终点的农田边缘。

所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的导航部分包含利用箭头显示所述的拖拉机的行进方向的显示方法，所述的显示方法有两种即：以当前位置为基点的行走方向的箭头显示作为第1方法，和考虑驾驶操作延迟而以一定时间以后推算出的位置为基点的行走方向的箭头显示作为第2方法，所述的第1方法和第2方法中的任意1种或全部的两种方法，是显示所述的拖拉机的行进方向的箭头的显示方法。

所述的显示方法，除了拖拉机行进方向的箭头显示以外，还有施工导航线的终点方向的箭头显示，所述的终点方向的箭头显示在施工导航线是曲线的情况下，特别有效。

所述的显示方法，除了拖拉机行进方向的箭头显示以外，还包括当施工线距离长的时候，为了防止方向盘的突然转向，拖拉机沿着目标施工线行走的车体方向的箭头显示。

所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息至少包含：保存农田以外道路的道路图层数据和保存农田以外的建筑物的建筑物图层数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示的图层的数据的输入方法，所述的显示方法，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，同上述农田数据中的上述农田形状共同显示。

所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息中，至少包含保存侧沟的侧沟图层的数据和，保存障碍物的障碍物图层的数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示的图层的数据输入方法，所述的显示方法是，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，同上述图层数据中的上述农田形状共同显示，所述的拖拉机，在同上述测沟和障碍物的距离进入警戒值范围内的时候，会发出警告。

所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息中，至少包含保存侧沟的侧沟图层的数据和保存障碍物的障碍物图层的数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示的图层的数据输入方法，所述的显示方法是，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，同上述农田数据中的上述农田形状共同显示，所述的拖拉机，在同上述侧沟和障碍物的之间的距离进入警戒值范围内的时候，会显示绕开路径。

所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息中，至少包含保存中间镂空区域的中间镂空区域图层的数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示的图层的数据的输入方法，所述的显示方法是，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，和上述农田数据中的上述农田形状共同显示，所述的拖拉机，在同中间镂空区域的距离进入警戒值范围内的时候，会显示绕开路径。

所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息中，至少包含保存禁止进入区域的禁止进入区域图层的数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示图层的数据的输入方法，所述的显示方法，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，同上述农田数据中的上述农田形状共同显示，所述的拖拉机，在同禁止进入区域之间的距离进入警戒值范围内的时候，会显示绕开路径。

所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的导航部分包含利用拖拉机施工开始位置A点和结束位置B点取得行走数据的方法和，根据取得的行走数据演算近似路径形成施工导航线的生成方法。

所述的近似路径是通过连接线段和圆弧构成的。

所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的农田数据定义部分包含：操作员根据不规则形状农田的形状输入任意曲线形成任意农田形状的输入方法和，根据上述输入的任意形状作为上述不规则形状农田形状的农田生成方法，定义了上述包含农田形状的农田数据，所述的导航部分包含：以上述不规则形状农田的农田数据为基础，在上述不规则形状农田的外周部分，生成和上述不规则形状农田的形状相同的曲线的施工导航线，然后向上述农田的内周部分的方向，逐渐的平移生成直线的施工导航线的生成方法。

所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的导航部分包含：输出位置信息的GNSS传感器和，输出方位、姿态的罗经传感器和，所述的GNSS传感器输出的位置信息和所述的罗经传感器输出的方位和姿态信息的数据相结合，然后对所述的罗经传感器的偏差使用滤波器进行修正的方法，所述的使用滤波器进行修正的方法是指，在上述位置信息的精度下降的时候，从上述拖拉机的方位和速度信息推算出上述拖拉机的位置。

所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的农田数据定义部分是在计算机中安装的软件上执行的，所述的计算机中，将执行：操作员根据农田形状输入多边形数据，根据上述多边形的数据形成农田形状，所述的软件以包含农田形状的农田数据定义作为特征。

所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的农田数据定义部分是在上述的计算机中安装的软件上执行的，操作员根据农田形状输入多边形数据，根据上述多边形的数据形成农田形状，所述的软件的存储设备以包含农田形状的农田数据定义作为特征。

本发明优点在于：

1、本发明具有即使是多边形的农田也能够更有效率的生成施工导航线的技术。

2、本发明可以输入生成畦头部分的数据，导航系统也可以生成畦头部分的旋回路径。所以系统可以根据农田多边形的数据作为施工条件，任意生成施工线。而且，在导航画面上显示农田区域，导航线以外，还可以显示道路、畦、水路、建筑物、设施和障碍物等背景，所以该系统可以使施工在夜间进行。

3、本发明导航系统可以使用施工导航线提高施工效率。由于对应了畦头部分的导航，拖拉机的驾驶员不仅在农田部分，而且在农田周围的畦头部分也能够实现导航，即使是不熟练驾驶的驾驶员也能够提高农业施工的效率。

【附图说明】

附图1是导航系统的构成图。

附图2是多边形农田的畦头定义说明图。

附图3是多边形农田的畦头定义说明图。

附图4是多边形农田的畦头定义说明图。

附图5是多边形农田的畦头定义说明图。

附图6是多边形农田的畦头定义说明图。

附图7是属性信息登录和复数农田的表示说明图。

附图8是导航系统的实现形态的流程图。

附图9是生成施工线的说明图。

附图10是GNSS接收机的初始化说明图。

附图11是进入下一根施工线的畦头连接路径的说明图。

附图12是在农田中行走的施工导航线的构成说明图。

附图13是直线导航，曲线导航，旋回导航，最近路径导航的四种导航模式说明图。

附图14是直线导航的五种行走模式说明图。

附图15是畦头路径的模式说明图。

附图16是恢复功能的动作流程图。

附图17是重叠施工部分和初次施工部分的颜色分别表示的说明图。

附图18是从行走轨迹推算施工导航线的说明图，施工导航线由直线和曲线组成的说明图。

附图19是由农田的形状推算施工导航线的说明图，外部根据农田形状生成施工导航线，逐渐往内部推移生成直线导航线的说明图。

附图20是以前的导航系统的动作说明图。

附图21是目标车体方向显示的说明图。

附图22是农田上的目标车体方向的举例说明图。

附图23是农田的中间镂空设定的说明图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

10.定义部分；    10a 管理软件；  10b 计算机；  20 导航部分；

20a 拖拉机；     20b 专用设备；  20c GNSS接收机;  20d 罗经传感器;  20e 导航软件；  100 行走数据；  102 施工导航线；  110 线段；

104,106,108,112,114圆弧；     116,118,120,122,124圆弧；

204,206,208,212,214 圆心；     216,218,220,222,224 圆心；

300 行走中的施工导航线的终点方向；   302 现在或预测的前进方向；

304 为了沿着施工导航线行走，方向盘需要返回的方向；   308 农田；

306 行走线；      310为了操纵方向盘显示的车体的方向；

400 外侧的多边形；   402 内侧的多边形；

500,502 构成农田的形状的任意曲线；  504,506,508 施工导航线。

第一，系统构成和基本动作

图1是本导航系统实施的概要说明图

如图1所示，本导航系统分为：定义农田数据的定义部分10和利用定义的农田数据实现农业施工导航的导航部分20。上述定义部分10是用来定义农田数据的；导航部分20是指利用定义的农田数据，进行农业施工导航。

第1-1，定义部分

定义部分10是，利用计算机10b中安装的管理软件10a定义农田数据。操作员利用定义部分10进行农田数据定义：在实际进行农业施工前，操作员事先设定好农田形状并定义施工路径和关于施工的属性等信息。

管理软件10a是用DVD，USB等存储设备将信息提供给使用者的。有的时候，还可以使用网络下载的方法将信息提供给使用者。这个管理软件10a，是本发明所述的软件中的一部分。

（1）GIS shp文件

首先在定义部分10中，操作员根据操作的要求来读取地理信息系统GIS的shp文件。定义部分10利用这个shp文件作为背景图。这个shp文件由很多图层构成，除了农田图层以外还有道路、建筑物、侧沟和障碍物等图层构成。这个shp文件是操作员在定义农田形状的时候显示出的背景图像，操作员根据这个背景图像，使用类似画图软件的方法生成农田形状。例如，输入由多条直线包围而成的农田，这个时候，可以输入多条直线边来定义由此包围而成的多边形农田。关于侧沟和障碍物，则把它们归纳入禁止入内的图层。

被大家熟知的利用画图软件输入直线的方法有很多种，例如大家常用的多边形画图工具就可以使用在农田形状的定义中，详细的说明将在下一节中叙述。

（2）农田定义

定义部分10是利用计算机10b中安装的管理软件10a显示画图软件和图像处理软件中的画图笔（pane）和画图窗口（window），操作员在这个图面的基础上定义新的多边形农田，这个时候显示上述的shp文件背景图。操作员以这个背景为基础，画出农田的多边形，画图操作方法使用被大家所熟知的画图软件和图像处理软件类似的方法。

如附图8所示的是，本导航系统实施的动作流程图。上述农田生成是图8中的S8-1。

一般来说，利用鼠标等设备点击输入边的起点和终点来生成边，也适用于输入和定义农田多边形。点击输入多边形的各个顶点来生成多边形。同时也可以使用画笔输入法和拖动鼠标法，或者也可以使用触摸屏，利用手指和画笔来定义起点和终点，以及多边形的顶点。

农田生成这项操作的特征是：操作员在画农田的时候利用GIS shp背景来进行画图，可以通过参照标志点来进行画图和农田的定义，这样可以更便利更准确的进行农田定义；农田可以定义成多边形，同以前的只能定义矩形农田的方法相比可以更准确的定义农田。所以操作员可以画出农田轮廓线的边来定义农田。这个结果，可以利用多条边来进行农田画图。随着多边形的边数的增加，更加复杂的农田可以被定义，如四条边可以定义矩形和四边形、三条边可以定义三角形的农田；障碍物和道路街区的信息被保留在shp图层里，可以对每一个图层进行管理，从而显示农田图层、道路、建筑物和侧沟等图层中任意一个作为背景图。可以利用。禁止区域的图层也可以根据需要进行相应的设置；有了侧沟图层，在积雪和融雪剂散布施工的时候，将侧沟图层设置为禁止区域的图层，则可以通过识别侧沟发出警告，此应用在视线不好的情况下，特别有效。同时，例如一般禁止进入的情况（侧沟，障碍物等）都可以归纳入禁止进入图层。

（3）方向的指定和畦头的定义

如附图2到附图6所示，是方向的指定和畦头的定义过程。在定义部分10中，利用管理软件10a（参照图1）定义多边形农田后，在这个定义的多边形农田上，再进行实际的农业施工的方向的指定。为了指定这个方向，可以先指定多边形的任意一条边，然后通过平移其他的边来设定这条边的垂直方向的畦头部分的旋转区域。方向的指定除了使用指定边的方法外，任意方向的指定也可以使用鼠标输入或直接输入方位角的数值指定任意的方向。这里需要说明的是，指定农田方向时，利用指定边的方法和任意方向的指定方法除了方向指定方法不一样以外，其他处理过程完全一样。本操作的过程如附图8所示，其中施工方向的指定是图8中的S8-2。具体步骤如下：

a. 首先在图2（1）中，操作员利用管理软件10a画多边形，为了指定施工方向需要确定任意一条边。例如，使用鼠标在某一条边上点击，进入【选择】状态，在这个状态下，在设定菜单中选择施工方向以后，被选的边将变为绿色箭头，这样可以很容易的使操作员了解施工方向的设定。然后，选择畦头设定菜单，此时施工方向的指定边变为绿色，操作员则根据绿色箭头以外的边来进行畦头设定。如图2（2）所示，操作员使用鼠标点击设定畦头所需要设定的边，再点击畦头设定按钮（无图示），畦头所需要设定的边会变成蓝色，如图2（2）中阴影部分为蓝色。画图中变成蓝色以后的边会稍微变粗。

b. 如图3（1）所示，变为蓝色的边根据施工方向所显示的绿色箭头方向，通过鼠标拖动进行平移，移动所需要的距离以后，放开鼠标，会出现对话框，对话框会显示平移量的数值，如图3（2）所示平移量是5.123米。这里，对话框当中的数值可以手动输入数值进行微调（参照图4（1）），数值调整完成后按下OK按钮后，畦头定义结束。

如图4（1）中显示了输入偏移量为5米数值的例子，这样也就定义了5米宽度的畦头。参见图4（2）显示了畦头定义后的情况：畦头设定后原来的边用虚线来表示。然后，它内侧5米的部分就是畦地部分。然而，有的时候，往内侧移动以后，新设定的边和原来的边交叉后会有突出的情况，这个时候，突出的部分使用交点计算的方法求出交点，然后求出新的多边形农田的顶点坐标。通过以上方法定义的畦头和新的多边形农田的顶点坐标，作为构成农田数据的一部分。

c. 利用施工方向显示的箭头方向来定义畦地以后，结果如图5（1）所示。从这种状态，用同样的方法，利用施工方向所显示的箭头方向的反方向来设定畦头。如图5（2）所示，利用鼠标点击来选择需要设定为畦头的农田边，畦头所需要设定的边（图中阴影部分）会变成蓝色粗线。

d. 如图6（1）所示，被选择的边（蓝色的边）即为拖拉平移后设定畦头部分。系统中的操作和现在的说明完全一样。这中方法，对于农田的两个方向都可以进行畦头设定，最终畦头设定完成后的结果，如图6（2）所示。在图6（2）中，虚线和实线包围的部分称为畦头，内部的部分（阴影部分）称为农田。在农田中，后面操作会画出施工导航线，拖拉机20a在行走完每条施工导航线以后，在畦头部分进行方向转换和旋回，然后进入相邻的施工导航线。

e. 当农田中包含别的农田的时候，在外侧的农田可以除去内部的农田，这种称为中间镂空，图23记载了该说明。如图23（1）所示，首先操作员选择了外侧的多边形400，这个外侧的多边形400的面积是100a（1a=100平方米）。然后，操作员选择内侧的多边形402，参照图23（2），这个内侧的多边形402的面积是20a（1a=100平方米）。此时会显示对话框，对话框中显示是否执行中间镂空的选择，参照图23（3），操作员选择ok以后，中间镂空操作结束。从外侧的多边形400的面积中减去内侧的多边形402的面积，外侧的多边形400的面积变为80a。镂空结果如图23（4）所示。

使用这种方法进行中间镂空，农田的面积最终变为减去内测的多边形402面积之后的部分。这种中间镂空设定的必要性在于，在外侧的农田区域如果存在如高压电线等拖拉机20a等不能施工的领域（多边形），这个领域的面积将不能包含在施工的对象中。

（4）属性信息的设定

到此，本发明系统已经完成了农田的施工方向、实际施工范围（农田）和关于畦头的定义等操作。接下来，将开始设定施工农田的农作物以及施工者的属性信息。处理过程如附图7所示。图7中显示的是举例设定农作物（土豆，洋葱，胡萝卜等属性信息），这些属性信息都包含在农田数据中。除了图例显示的属性信息以外，还有其他的属性信息可以设定，例如设定拖拉机20a的旋回半径信息、拖拉机20a的行走能力的信息，这些属性信息的设定使得本发明能够更准确的进行导航。

本导航系统具备设定多个拖拉机属性信息的功能，这样就可以设定每一台拖拉机的旋回半径。基于上述旋回半径的信息，在畦头部分的路径就可以自动的被推算出来。如图S8-2所示的是这样的属性信息设定。

农田数据包含各种所需信息，包括GIS数据读取信息，这个地图信息中的每一个图层都包含着不同种类的信息，对于导航部分20，施工导航线的背景图和其他信息的显示将被作为非常有用的导航信息。

（5）数据的输出

包含农田形状、畦头、施工信息、属性信息和地图信息等的农田数据被定义以后，这个农田数据将使用USB等设备输出。这个USB设备将被提供给导航部分20，导航部分20在这个USB设备中存储的农田数据的基础上进行导航。这种数据的输出过程是图8的S8-3。

第1-2，导航部分

导航部分20由拖拉机20a中设置的专用设备20b、拖拉机20a中设置的GNSS接收机20c和罗经传感器20d组成。这里，专用设备20b中安装了导航软件20e进行农业施工导航（参照图1）。

所述的GNSS接收机就是被大家所熟知的GPS接收机，能输出自己的位置。这里的GNSS接收机包含了美国的GPS、俄罗斯的Glonass和欧洲的Galileo等多个卫星导航系统。

所述的专用设备20b，配备了可以显示画面的显示器（不图示）。可以在这个显示器中显示拖拉机20a的导航、各种指示、地图和各种信息。操作员根据这个显示器上的各种显示驾驶拖拉机20a，进行农业施工。这个显示器由触摸屏组成，操作员可以使用触摸屏对专用设备20b进行操作。

（1）农田数据的输入

安装在拖拉机20a上的专用设备20b中的导航软件20e，通过上述USB设备读取农田数据，这个动作就是图8的S8-4。

（2）高级模式

如图8中的S8-5显示的是开始高级模式。所述的高级模式如上述的图7所示，在画面中显示多个农田，定义农田生成全部的施工导航线和路径的模式，也可称为【基于地图的导航或地图导航】。上述的高级模式，这个用语是相对于后面将说明的附图12等中利用从起点（A）、中间点（B）和终点（C）生成一条施工线的简单的模式（简单模式）。如图12等说明，利用起点（A）、中间点（B）和终点（C）等生成一条施工线的模式称为简单模式。

操作员在驾驶拖拉机20a进行农业施工的时候，首先将专用设备20b接通电源，导航软件20e将启动。导航软件20e启动以后，基于地图的导航开始，这个导航就是上述的高级模式导航。随后拖拉机20a当前所处位置的500米范围内的领域将被显示。一般来说，在这个显示的画面范围内将包含多个农田。如图7中，就是多个矩形农田被表示的画面。

（3）选择农田S8-6

操作员从多个农田中选择一个对象农田，对于这个被选择的对象农田，上述定义部分10中所定义的农田数据中的【施工方向】和【畦头】的数据信息将被显示，使得操作员能够识别该对象农田。

导航软件20e，不仅仅显示预先定义好的农田数据，还能根据施工方向生成施工导航线数据，这些施工导航线也能够在画面上显示。这些施工导航线数据的生成是由拖拉机所牵引的耕作器的宽度所决定。这些施工导航线数据的生成，是基于定义部分中的管理软件10a中的所指定的施工方向和开始点的第一根施工导航线为基础，然后根据拖拉机牵引的耕作器的宽度所生成。所以这些施工导航线的数据是对应于导航线的施工方向，并由拖拉机所牵引的耕作器的宽度扩展以后所生成的。这样生成施工导航线画面的例子，如图9所示。

（4）选择施工方向S8-7

在导航部分20的显示器所显示的画面中，将显示背景地图，在背景地图上，拖拉机应该行走的施工导航线将表示为比较细的“线”。实际行走的时候，拖拉机20a在行走的同时，这根线的周围和拖拉机20a的施工宽度对应的“粗线”也同时被表示，这根“粗线”就是拖拉机20a的宽度所对应的行走轨迹。当然，在农田选择的时候，粗线将不被表示。这根细线被用于拖拉机20a一个行走的施工线的导航，这就如图5所示。在图5中，农田的序号和这个农田的运行行走模式是往返模式等信息会在地图上一起表示出来。这些信息在定义部分10中是预先定义的信息，也是农田数据的一部分。

操作人员通过观察上述显示器画面中显示的施工方向，可以任意设定施工方向。上述例子是对多边形的农田的边来进行施工方向的设定。而实际操作中，若想设定任意的施工方向，可以使用触摸屏和鼠标等方法来进行施工方向的设定，这些操作均属于图8的S8-7的过程。

（5）导航开始S8-8

图8的S8-8是导航开始的过程，其具体流程如下：

首先是初始化。参照图10，导航开始后，操作员参考显示器上的导航画面开始施工，或是在施工开始（拖拉机20a发动）之前，相对于农田的坐标，为了消除这个时候的GNSS接收机20c的误差，进行初始化操作。这个初始化是指，在拖拉机20a当前所处的位置附近识别农田的外围上的已知点作为初始位置，然后对到达已知点的距离和方向进行导航。这个初始化的画面如图10所示。基于这样的导航，即使在农田外开始导航的情况下，也能迅速到达对象农田，然后结合所表示的背景图（定义部分10）中所读取的数据信息，就能够容易的找到自己（拖拉机20a）所处的位置，也能够对GNSS接收机20c的位置进行修正。初始化的具体处理过程为：在初始化的位置上，GNSS接收机20c所取得的位置信息和农田已知点的位置信息相比较，计算出的误差部分将作为误差值，在以后的施工过程中一直被用于进行误差修正。

然后是施工导航线的构成。初始化以后，将显示实际行走的路线和相对于每一条施工导航线周围的左右偏移量。施工导航线是指包含多条施工线和畦头部分的旋回线路径的集合。本说明中，农田的形状是表现为多边形，并由多条直线的“边”的集合所定义的多边形。同时，施工导航线不仅仅是直线的“边”，还可以由曲线来构成，所以施工导航线有直线和曲线两种方式。畦头部分的连接线包含折返的情况和单纯U形的情况，所以一般都包含曲线。施工导航线的数据将在下面详细说明。

（5）在农田中的农业施工的导航

操作员驾驶拖拉机20a进入农田的时候（或在农田内部进行施工的时候），在与施工导航线的偏移量为10厘米单位的范围内进行导航。同时，这个10厘米的距离单位可以被任意设定，例如，可以变更为10厘米，20厘米，30厘米等。当拖拉机20a到距离施工领域的边缘的20米，10米，5米的前方的时候，拖拉机20a将发出接近施工边缘的警告声音，当然这个距离也可以被任意设定，这个距离可以被设定为1米，3米，50米或是以上的距离。注意这里的施工领域是农田去除了畦头部分。

专用设备20b是平板计算机，这个平板计算机安装了上述软件和喇叭。这个喇叭是用于发出警告声音，但是在农业施工中，当噪音很大时，可能需要另外配置大型喇叭。

在上述过程中，定义部分10中预先登录了所使用拖拉机20a的旋回半径，使得在导航部分20中，能够准确把握拖拉机20a的旋回半径。在农田边缘基于使用的拖拉机20a的最小旋回半径，为了可以通过最短路径进入下一根施工线，屏幕将显示畦头部分应该旋回的部分，这样就完成了平滑的旋回和进入下一根施工线的导航。这里所说的，线（施工线）是施工导航线的单位，就是指农田内部的直线部分（或曲线部分）。农业施工是拖拉机20a在农田内部行走过程中进行的，一般来说，如图14所示。在农田中，通过设定线群来设定施工导航线。这些线群（施工线群）在畦头部分通过连接路径连接后构成了所有的施工导航线。

第二，直接生成施工导航线

（1）施工导航线的基本生成

本发明导航软件中：

（a）在定义部分10中生成的农田数据中，不包含施工导航线。在导航部分20中，利用农田数据中的农田形状、畦头形状和起点坐标等数据信息构成施工导航线；

（b）在定义部分10中定义的农田数据中，操作员预先设定了施工导航线。

以上这两种施工导航线的基本生成过程（a）、（b）都是在进行农田施工前预先生成了施工导航线。

（2）利用行走过的路径生成施工导航线

拖拉机20a在农田中行走的同时，在现场（农田），从实际的行走数据中生成施工导航线（甚至是农田数据）也是可以的。这个方法使得，即使在农田和其他的农田数据预先在定义部分10中没有被定义的情况下，也可以利用导航软件设定施工导航线，然后开始导航。

在现场（农田），拖拉机20a行走的同时生成施工导航线的过程如下所示：

如图12所示，首先，在专用设备20b上操作导航软件20e，开始简单模式。简单模式开始后，画面上出现A按钮（起点）、B按钮（中间点）和C按钮（终点）。这个状态下，操作员驾驶拖拉机20a到达期望的位置后，按下表示该位置点的按钮分别设置起点、中间点和终点。按照这种方法，起点（A）、中间点（B）和终点（C）的位置设定好以后，AB（起点-中间点）或AC(起点-终点)的连线设定为初始施工导航线（图12）。如图12所示，AB（起点-中间点）情况下，同所期望的施工方向相反的情况也可能会发生，所以尽可能的设定为AC(起点-终点)会比较好，但是由于存在农田的边缘不确定的情况和由于农田形状以及行走路线的路面情况等因素，也有可能不可以使用AC(起点-终点)，这时，就采用AB（起点-中间点）来生成初始施工导航线。

然后，以设定的初始施工导航线为起点，根据拖拉机的宽度进行水平方向的平移，就可以生成其他的施工导航线群。这个处理就如图9所示的动作的实质是一样的。

施工导航线的生成是在农田的内部进行的，按照次序和规定的距离进行线的平移，从而生成其他的线，直到生成的线到农田的外部以后施工导航线的生成过程才结束。生成的线全部到农田以外的情况也就是指农田的内部已经全部生成了线。

最终，初始施工导航线和平移所产生的多条线以及经过畦头部分的连接路径共同构成了所有的施工导航线。

第三，导航的各种显示方式

导航部分20中，有各种不同的表示方式。首先，在导航过程中，拖拉机20a的前进方向在画面上用箭头表示，画面中的施工导航线也同时被显示。在导航过程中随着这根施工导航线和箭头的偏移，拖拉机20a相对于导航线倾斜向上的方向前进的状态可以被确认。这个画面的例子的说明图如图11所示。在图11中，拖拉机20a的位置用大的三角形来表示，它的方向用箭头表示，这种【本车位置-方向】的表示，大致在画面的中央，施工导航线也使用预先设定的颜色表示。图11的例子中，画面上也同时显示了畦头部分折返的动作。在图11中的画面，显示了拖拉机20a在畦头部分折返向上行走的动作。同时，画面的上方施工导航线和拖拉机20a的偏移量用数值显示出来。图11的例子中，为了沿着施工导航线行走，也显示了必须向左移动0.78米。参照图11中的【向左箭头+0.78米】。

这里需要说明的是，拖拉机20a为了使箭头和施工导航线沿同一个方向行走，拖拉机20a的施工线和行走的轨迹不能重复。

（1）预测的行走方向的箭头表示

画面上的箭头显示基本上是由拖拉机20a的位置和方向表示出来的，本发明中，拖拉机20a的当前位置，是由过去数据和现在数据计算出的近似曲线推算出1-2s后的预测位置。在这个预测位置的基础上，生成的行走方向用箭头表示。这样做可以避免由于方向盘操作的时间延迟产生的蛇形行走现象。这种利用预测的行走方向的箭头表示的例子如图10所示。特别的，使用预测行走方向的箭头表示，在曲线运动中对于操作员来说能够提供有用的信息。预测行走方向的箭头表示的显示/非显示可以由操作员自主选择。

（2）当前行走中的施工导航线的终点方向的箭头表示

本发明导航部分20中，也可以使用当前行走施工导航线终点方向的箭头表示。这种表示能够知道最终应该往哪个方向行走。这种表示可以通过导航软件20e实现，也就是操作员可以选择施工导航线的终点方向的箭头表示的显示/非显示。如图10所示的画面中的箭头表示只有起点和初始化，没有终点，即操作员选择了施工导航线的终点方向的箭头表示的非显示。

（3）目标车体方向的箭头表示

本发明导航部分20中，也可以显示目标车体方向的箭头。这种表示可以识别车体往什么方向倾斜会更好。这种表示可以通过导航软件20e实现，操作员可以选择目标车体方向的箭头表示显示/非显示。

目标车体方向的箭头表示如图21所示。图21中，显示了为了沿着施工导航线行走，方向盘需要返回的方向304，这个为了沿着施工导航线行走，方向盘需要返回的方向304就是目标车体方向的箭头。

图21（1）中的农田308设定的直线施工导航线（行走线306），显示了拖拉机20a沿着施工导航线行走的路径。在图21（1）中，显示的行走中的施工导航线的终点方向300就是上述（2）中所提到的【现在的行走中的施工导航线的终点方向的箭头表示】。同时，图21（1）中还显示了现在或预测的前进方向302，这就是上述（1）中的【预测的行走方向的箭头表示】。

本系统的特征之一是不仅仅可以显示拖拉机20a的行走方向，还可以显示目标车体方向的箭头，这样就可以辨别方向盘往哪个方向返回会更恰当，是的拖拉机20a可以更平稳的行走。与此相对，如果单单显示行走线306和拖拉机20a的行走轨迹之间的偏移（偏移量），拖拉机就不会非常明确的显示方向盘应该操作多少程度才可以返回，这样对于不熟练的操作员会造成方向盘的频繁操作，非常容易造成拖拉机蛇形行驶。如果只显示行走线306的箭头，驾驶员可能会因为由于匆忙转向，使得转向过大而引起的沿着行走线306蛇形驾驶的可能。因此，为了不产生蛇形驾驶，沿着行走线306的平缓驾驶的方向也应该被计算。这个计算出的方向也作为目标车体方向的箭头表示。特别的，这种目标车体方向的箭头表示，对于行走线306是曲线情况下特别有用。如图21（2）所示。在图21（2）中，农田308中，设定了曲线行走线306，和图21（1）一样，相对于拖拉机20a，显示了现在或预测的前进方向302、行走中的施工导航线的终点方向300和为了沿着施工导航线行走，方向盘需要返回的方向304。这个为了沿着施工导航线行走，方向盘需要返回的方向304就是上述的目标车体方向的箭头表示，特别适合于图21（2）中的曲线行走线306。

在行走线306是直线的情况下如图21（1）所示，因为现在或预测的前进方向302和行走中的施工导航线的终点方向300大致相同，所以可以沿着两者相同的方向行走来确保大致沿着行走线306行走。相对地，行走线306是曲线的情况下，如图21(2)所示，因为现在或预测前进方向302和行走中的施工导航线的终点方向300不同，所以两者不能实现机械相同的行走，所以在曲线行走线306的情况下作业，显示为了沿着施工导航线行走，方向盘需要返回的方向304，对于操作员的驾驶特别有用。

在图22中，显示了实际在农田中操作时上述3种箭头表示的例子的说明图。参照附图22，显示了农田308中拖拉机20a行走的样子、显示了行走中的施工导航线的终点方向300、现在或预测的前进方向302，和为了操纵方向盘显示的车体的方向310。在图21中显示的是上述目标车体方向的一个例子，图中显示了为了沿着施工导航线行走，方向盘需要返回的方向304，像这样的显示，可以转动方向盘使两个箭头(行走中的施工导航线的终点方向300，和现在或预测的前进方向302)相一致，从而达到沿着目标线行走。这时候，操作员可以选择对为了操纵方向盘显示的车体的方向310的表示为显示/非显示。

（4）重复行走部分的显示

本发明的导航部分20中，可以在画面上显示行走过的部分（施工部分），操作员可以用视觉来识别。具体地说，这台拖拉机20a的宽度作为施工宽度，拖拉机20a行走轨迹（施工宽度）的范围，就是施工过的领域（施工完成领域）。在画面上用预先设定好的颜色来表示施工完成的领域，操作员可以通过图像来知道目前为止已经施工完成的领域。此时，已经行走过的部分（施工完成领域）和最新的行走过的部分（最新的施工完成领域）相重复的情况下，可以使用其他的颜色来表示重复的领域。这里所说的重复部分就是，最新行走过的领域（最新的施工过的领域）和过去行走过的领域（施工过的领域）相重复的部分。

一般来说导航系统的自身，重复的原则设定为“0”。例如在农药散播的情况，不希望重复地散播农药；还有肥料散播的时候也同样不希望重复。所以农田中施工导航线的间隔一般都是与拖拉机的宽度相同的，以此来设定施工导航线。

本发明的导航部分20中，可以在画面上使用设定的颜色显示行走过的部分（施工过的领域），操作员可以通过视觉容易地知道已经施工过的领域。这样的例子如图17所示。这样用颜色来区分表示可以分辨出施工过的领域和过去施工过的领域之间的重复施工的部分。像这样各个领域的分辨，可以保存在后述的施工记录和报表等中。这个结果可以作为将来施工的参考。关于报表的详细说明，在后述“第9 在实际行走数据的基础上生成农田数据”中将详细说明。以上这种颜色设定的方法使驾驶员可以驾驶自己的拖拉机20a，不重复行走到过去已经施工过的领域，同时可以视觉识别是否正在重复的蛇形驾驶。

第四，施工路径的行走和导航模式的替换

在导航过程中，把施工导航线作为目标的同时，也有可能想在其他的施工线上施工，在这种情况下，本发明导航系统可以实现导航线的切换。

导航模式

如附图13所示，本发明的导航系统分为直线导航、曲线导航、最新行走完成领域导航和旋回导航等四种导航模式。图13（1）是直线导航的说明图，图中在上述的起点（A）、中间点（B）和终点（C）的基础上生成农田内的施工导航线，以及畦头部分的连接线（图13中的点线），这两种线共同构成了所有的施工导航线。图13（2）是由曲线生成的导航线的曲线导航模式的原理的说明图。图13（3）是以最新行走完成领域作为导航线的导航模式的原理的说明图。图13（4）是生成可以在农田内旋回行走的导航线的旋回导航模式的原理的说明图。

如附图14所示，直线导航的情况下有五种行走模式，操作员可以从中选择任意一种模式进行施工。

直线导航如图14（1）所示，由农田内的多条施工导航线和畦头部分的连接线相连接而构成所有的施工导航线（这些施工导航线在图13（1）中，使用点线表示）。本发明导航系统根据连接线的不同连接方法可以构成不同的导航线，如图14所示，为直线导航的情况下，本发明导航系统采用不同连接方法构成的五种行走模式下的施工导航线。

如图14（1）所示为第一种行走模式下的施工导航线，从初始的施工线开始，跳过2根施工线到下一条施工线行走（施工），随后跳过1根线到前一条施工线行走（施工），然后跳过3条施工线到下一条施工线行走（施工），再跳回2条施工线到前一条施工线行走（施工）。然后跳过3根施工线到下一条施工线行走（施工），随后跳过1条施工线到前一条施工线行走（施工）。这样重复直到最后结束。

如图14（2）所示为第二种行走模式下的施工导航线，首先行走完农田内的一条施工线，然后按照施工宽度在畦头部分进行U型返回，再进入相邻的一条施工线，继续行走。

如图14（3）所示为第三种行走模式下的施工导航线，从初始的施工线开始，按照隔行跳跃的方法进行行走（施工），走到农田边缘以后，转到相邻的施工导航线上，继续按照隔行跳跃的施工线行走（施工），最终会重新回到出发点。

如图14（4）所示为第四种行走模式下的施工导航线，首先从农田外围的施工线开始行走（施工），然后按次序往内侧的施工线行走（施工），最后行走到中间的施工线以后结束。

如图14（5）所示为第五种行走模式下的施工导航线，从初始的施工线开始，跳过3根施工线到下一条施工线行走（施工），随后跳回2根线到前一条施工线行走（施工）。然后再跳过3条施工线到下一条施工线行走（施工），随后跳回2条施工线到前一条施工线行走（施工）。然后跳过3根施工线到下一条施工线行走（施工），随后跳回2条施工线到前一条施工线行走（施工）。然后跳过3根施工线到下一条施工线行走（施工），这样重复直到最后结束。

直线导航的情况下，选择这五种导航模式进行施工时，为了尽量避免拖拉机20a的后退行驶和旋回距离在旋回半径2倍（直径）以上，操作员实现应该在系统中设定能够自动的跳过几条施工线的处理。这样设置了一定的距离以后，可以使畦头部分的连接线（路径）成为U型，从而避免拖拉机20a后退行驶。

第五，畦头部分的线（连接路径）

以上已经说明了农田内的施工导航线可以设定为多条，然后设定在畦头部分的连接线（线），从而构成整体的施工导航线。接下来将对畦头部分的线（连接路径）进行说明。

如上所述，施工对象农田由畦头部分和施工领域构成。在施工领域中的施工导航线称为施工线（或者，单纯地称为线）。

如附图15所示，为本发明的导航系统中，包含的畦头部分的拖拉机20a的3种旋回路径模式。旋回路径是根据农田中的施工线（连接施工对象的施工线）之间的距离很窄时，拖拉机20a必须自动折返的情况下，与之相对应推算出的旋回线，这些旋回线的形状将在画面上显示出来。

本发明的导航系统中的旋回模式，由图15（1）、图15（2）和图15（3）的3种模式构成。施工线之间的距离宽的情况下，适用于图15（3）模式（旋回过程参照图15（4））。施工线之间的距离窄的情况下，由于必须进行折返行驶，所以适用于图15（2）模式，进入下一条施工线的时候，尽量使用直线方法进入。如果畦头部分很窄的情况下，则不适用图15（2）的模式，此时适合采用图15（1）的模式。根据上述说明，施工过程中，操作员根据必要的条件而推算出适当的模式，选择采用相应的旋回线。这个计算是在定义部分10中的计算机10b中完成，完成定义的施工导航线，在导航部分20中的专用设备20b中可能被再次计算，这是因为考虑到对应于农田的现状有可能有必要变更折返模式。

第六，曲线导航

曲线导航的施工过程，可以根据施工的情况，从图14（2）和图14（3）所示的2种行走模式中选择1种。这2种行走模式分别是相邻线（施工线）施工模式和隔行线（施工线）施工模式。

在如前面所述的高级模式（或【基于地图的导航或地图导航】）导航下，可以选择上述的直线导航的情况下有五种行走模式中的任意一种。相对于直线导航，曲线导航则是一种简单模式导航，可以从上述图14（2）和图14（3）所示的2种行走模式中选择适宜的模式。

曲线导航模式的情况中，构成导航线的每条施工线可以是直线（线段）或是曲线（圆弧）。总之，全体的施工导航线由直线和曲线构成。如图18所示，说明了从拖拉机20a的行走轨迹中推算出施工导航线的情况，关于该动作将在下面进行详细说明。

第七，上回导航的继续功能（继续施工功能）

本发明的导航系统，可以实现继续上回行走（施工）的继续导航功能。

首先，导航至上回施工的结束位置，然后可以从该位置出发，更换其他的导航模式进行继续施工。例如，规定的导航在1天内没有完成，施工结束后本系统的电源OFF的时候，如果导航还没有完全结束，可以利用存储设备自动地保存目前为止的导航结果。下一次（例如第二天）施工重新开始的时候，接入本发明导航系统的电源（专用设备20b的电源），查询是否存在着上回没有还未结束的导航，如果在存储设备中存在着中途结束的导航数据，就会出现相应的对话框，提示操作员关于继续昨天（上回）导航的信息。

如上所述，在通常的农业施工中，施工不能在1天内完成，第二天（又称为下一回）继续该施工的情况称为“继续施工模式”，这个功能称为继续施工功能。利用该功能，可以选择前日（上回）的施工数据。

第八，恢复（Recovery）功能（同上述第七中的继续施工功能不是同一种功能）

在硬件损坏等情况下，施工过程即使不能正常地结束导航，系统也可以利用恢复功能，在系统重新启动以后自动地继续上回施工。

如图16所示为恢复功能的动作流程图。所述的恢复功能是指，用户在导航途中错误地切断电源后的补救措施，同上述第七中的继续施工功能有不一样的功能。

如图16所示，专用设备20b启动以后，首先启动导航软件20e（S16-1）。导航软件20e启动以后，首先确认专用设备20b的存储模块中是够保存着temp文件（临时文件）（S16-2）。确认的结果，如果存在着temp文件，就读取temp文件(S16-3)；如果没有temp文件，就选择导航文件（S16-6）。

对于存在着temp文件的确认结果，读取temp文件(S16-3)后将再次询问是否继续上次导航（S16-4）。此时，在专用设备20b的显示画面中出现【是否继续上回施工（Y/N）】的对话框，按下Y按钮（YES按钮），则读取上次导航的完整的轨迹数据（S16-5）；操作员如果按下N按钮（NO按钮），则开始选择导航文件（S16-6）。

在S16-5处理中需要说明的是：如果上次在导航途中突然发生电源中断的情况，就不能够保证轨迹数据的完整性，所述的轨迹数据作为记录文件的一部分。如果上回轨迹数据没有问题，就读取该数据的内容。这里的轨迹数据，实际就是拖拉机20a的行走过的轨迹数据；如果上回轨迹数据没有保存，不能被读取的情况下，导航只能从开始的位置开始重新施工。当然，发生这种情况时，操作员也可以根据记忆，驾驶拖拉机20a从途中某个位置继续导航施工。

在S16-6处理中，不继续上回施工，转移到导航模式的选择画面，如同一般的导航程序，操作员选择导航模式，在这基础上开始导航（S16-7）进行施工。在导航途中，导航信息保存在temp文件（S16-8），这里的导航信息包括农田数据，被依次保存在temp文件中。这个temp文件，正如上述一样，作为记录文件，包含着拖拉机20a的轨迹数据。如果，由于硬件障碍等原因，专用设备20b断电，下回启动的时候，就会确认是否存在着temp文件，即回到S16-2的过程。

导航施工正常结束，即结束导航，删除temp文件（S16-9）。这样处理以后，就可以在系统重新启动以后，通过是否存在着temp文件来判断是否存在着导航途中突然断电的情况。

第九，基于行走数据的农田数据的生成

专用设备20b上启动的导航软件20e，也可以实现农田数据生成功能。如上所述，本发明的系统中，农田数据是在定义部分10中，利用管理软件10a和GIS地图数据，进行生成的。

本发明的导航系统中，在实际的农田中，多个点或旋回导航所取得的连续的曲线数据，通过USB传递、管理软件10a读取该数据最终生成农田数据。总之，利用多个点或旋回导航所取得的连续的曲线数据可以定义农田数据，而且可以保存在作为GIS地图数据的SHP文件中。本发明的导航系统，还可以通过读取其他系统的点群数据，来定义农田数据。

本发明的导航系统在施工过程中取得的行走数据（或称为轨迹），都保存在相应的文件中。操作员可以读取适当的行走数据，并保存在外部的USB等存储媒体中。通过这个USB传递至定义部分10，在那里也可以生成农田数据。利用这种方法生成农田数据的过程中，定义部分10的管理软件10a中，从USB中读取施工数据（或称为行走数据、轨迹数据），在此基础上可以了解施工面积和施工时间，并利用报表形式保存，如图17所示。在报表中，除了记录行走过轨迹的状态和重复施工情况（有无重复）等以外，还可以记录相对于该农田面积的行走过的施工面积，同时还可以包含施工时间和平均速度等信息。根据这些包含的信息，相对于实际面积，由GNSS接收机20c取得的行走轨迹可以推算出施工面积。这些信息可以作为判断是否适当施工的基础指标，该指标对于进行农业施工的法人也是有效的指标。面向农户家的数据的报表，也可以为从农户家租借土地的法人经营组织提供有用的信息和功能。

第十，由行走数据推算施工导航线

如图18所示，本发明的导航系统可以由拖拉机20a的行走数据（轨迹数据）推算出施工导航线。

如图18所示，拖拉机20a的行走数据100是拖拉机20a在一段时间内每一个位置数据（坐标数据）的集合。这个数据可以是使用如第九中所述的方法生成农田数据。在图18中，行走数据显示为圆点相连。

本发明的系统，以行走数据100为基础，可以实现生成施工导航线的功能。基于该功能，因为可以以实际行走为基础生成施工导航线，这样就可以构成更贴近实际的施工导航线。生成实际的施工导航线，如图18所示，行走数据100的拖拉机20a的位置数据单纯地相连以后经过近似处理，连接成曲线（或圆弧）和直线（或线段），根据构成近似线，可以自动地生成施工导航线。例如，图18中，根据行走数据100近似推算出的施工导航线102是由圆弧104、圆弧106、圆弧108、线段110、圆弧112、圆弧114、圆弧118、圆弧120和圆弧124构成。圆弧104是以圆心204为圆心的圆弧，圆弧106是以圆心206为圆心的圆弧。圆弧108是以圆心208为圆心的圆弧，圆弧112是以圆心212为圆心的圆弧，圆弧114是以圆心214为圆心的圆弧，圆弧118是以圆心218为圆心的圆弧，圆弧120是以圆心220为圆心的圆弧，弧124是以圆心224为圆心的圆弧。这样，就可以利用推算出相对于行走数据100的近似曲线，从而生成施工导航线102。本发明的系统，可以使用线段和圆弧的连接以后的近似曲线，也可以使用其他的曲线（如Spline曲线，Bessel曲线等）。

像上述这样以行走数据100为基础的施工导航线102的计算和生成，可以在导航部分20中进行，也可以在读取行走数据100的定义部分10中进行。

第十一，输入不规则形状农田，和基于不规则形状农田形状基础上的施工导航线的推算

本发明的导航系统还可以输入任意形状的农田，这一过程是在定义部分10中进行的。任意形状是指操作员可以输入各种任意的曲线来构成农田的形状。任意曲线是指可以利用各种为人熟知的曲线例如，除了Spline曲线，Bessel曲线等，还可以使用操作员输入的顶点按次序连接以后形成的曲线群，然后，这些曲线围城的领域，作为农田定义信息用来生成农田数据，因此输入的任意曲线必须是闭环曲线。

在导航部分20中，也可以生成相对于任意形状的农田数据的施工导航线。施工导航线，是由尽可能与农田形状（轮廓）的任意曲线相似的曲线而构成的。具体就是，在农田的外周部分，生成和农田形状（轮廓）相吻合的曲线作为施工导航线，然后沿着农田内周部分的方向，逐次生成相似直线，形成施工导航线，这样的施工导航线的集合形成了整体的施工导航线。这里所述的外周部分是指农田的内部领域，与农田的形状线（轮廓）接近的领域。所述的内周部分是指远离农田的形状线（轮廓）的领域，也就是指与农田中心相近的领域。

如图19所示，相对于由任意曲线定义而构成农田的形状的任意曲线500,502，分别生成了与农田形状相吻合的施工线504,506。如图19所示，施工线504经过了4条线后修正为直线。这是因为从外部向内部平移的过程中，会平滑地修正为直线。同样，施工线506也是逐渐地修正为直线。施工线504，506的修正间隔距离设定为5-20cm，这样逐渐修正为直线，在接近农田的中心部分时，设定为直线形状的施工线508。这样，在外周部分尽量形成与农田形状相吻合的曲线作为施工导航线，然后向中央部分逐渐平移的过程中逐渐修正为直线。这个过程就是平滑地生成施工导航线的过程。

第十二，本发明的导航系统的其他特征

（1）拖拉机以外的机器

在本说明书中，主要以进行农业施工的拖拉机20a为例子对本发明的实施内容进行了说明，事实上，本发明对于其他种类的机器也同样适合。例如，插秧机、耕耘机和收割机等也同样适合。另外，拖拉机20a的各种附属部分可以脱卸，那么为了应对施工宽度的变化，可以改变拖拉机20a根据施工宽度而生成的农田数据。

（2）专用设备20b

在本说明书中，专用设备20b的使用是以平板电脑为例，事实上对于其他种类的设备也同样可以利用，如简单的智能手机、笔记本电脑，和能够嵌入拖拉机20a的仪表板中的设备局也可以利用。操作员的操作方法和输入方法以触摸屏为例进行了说明，事实上通过键盘等设备也同样适用。

第十三，其他变形的实施例

（1）上述的说明中，定义部分10和导航部分20是分别构成的，进行数据传递时利用USB等为例子，事实上其他的存储设备或网络等都可以用来进行数据传递。

（2）上述的说明中，定义部分10和导航部分20是分别构成的，进行数据传递时利用USB等为例子，实际操作中对于小规模的农田，在小型平板电脑上共同构成两个部分也同样适用，这种情况下，就不需要数据传递了。但是，一般来说，定义部分10由1台电脑构成，导航部分20由多台电脑构成，从而可以对应多个拖拉机20a。

（3）在上述的说明中，施工导航线主要以直线（线段）和曲线（圆弧）组合而成的，在实际操作中其他的曲线，如Spline曲线等也同样适用。

（4）在上述的说明中，地图信息是通过图层来分别表示的，这个图层除了是农田形状（SHP文件）以外，还可以使用各种图层，例如：道路、侧沟、障碍物和禁止进入领域等图层。操作员可以只选择需要的图层进行表示即可。在拖拉机20a接近障碍物或禁止进入区域等的时候（即拖拉机20a和障碍物或禁止进入区域等的距离低于设定的基准值的时候），本发明的系统除了可以发出警告（声音警告、光警告和对话框警告）外，还可以表示出绕开路径。

（5）绕开中间镂空的内侧的多边形402

拖拉机20a，在接近中间镂空的内侧的多边形402的时候（即拖拉机20a和中间镂空的内侧的多边形402的距离低于设定的基准值的时候），本发明的系统可以发出警告（声音警告，光警告和对话框警告）。关于中间镂空的内侧的多边形402的说明图，如图23所示。

这个中间镂空的内侧的多边形402，表示如果是由于农田内部的高压电线等使得拖拉机20a不可以在该区域施工的时候，该区域不被包含在施工对象中。因此拖拉机20a，接近中间镂空的内侧的多边形402的时候和上述的障碍物情形相同，系统会发出警告。除了警告，还可以对操作员提示绕开路径。这个警告方法和提示方法，和上述（4）中所述的警告方法和提示方法一样。具体来说，提示方法就是，专用设备20b上安装的软件可以在显示屏上显示需要绕开的路径。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (30)

1.一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，包括在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统，所述的对拖拉机进行导航的农田导航系统包含农田数据的农田数据定义部分和以农田数据为基础，对于操作员显示施工导航线的导航部分，所述的农田数据定义部分包含：操作员根据农田形状输入多边形数据的输入方法和，利用上述的输入多边形数据生成农田形状的农田形状生成方法和，以上述农田数据定义作为特征的农田导航系统。

2.根据权利要求1所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田导航系统包含：操作员可以制定任意的方向作为施工行进方向的指定方法和，以该方法在农田数据中进行定义的农田形状和施工行进方向作为特征的农田导航系统。

3.根据权利要求1所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田导航系统包含：操作员输入多边形的任意一条边，都可以被操作员指定作为施工行进方向的指定方法和，以该方法在农田数据中进行定义的农田形状和施工行进方向作为特征的农田导航系统。

4.根据权利要求1所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田导航系统包含：操作员以输入地点作为施工开始位置的指定方法和，以该方法在农田数据中进行定义的农田形状和施工开始位置作为特征的农田导航系统。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田形状生成方法包含：在画面上显示地图信息的表示方法和，操作员取得上述画面上显示的地图信息中输入多边形数据和，取得构成多边形的各条边的数据的取得方法，以及取得构成多边形的各条边的数据后，连接各条边生成上述多边形数据的生成方法。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田定义部分包含：操作员为了设定畦头部分，输入该畦头边的输入方法和，上述输入的边可以通过设定的距离进行平移，平移前的边和平移后的边的中间部分定义为畦头的畦头定义方法和，以该方法在农田数据中进行定义的农田形状、施工行进方向、包含上述畦头和施工领域的农田数据。

7.根据权利要求6所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田数据定义部分包含：上述农田形状中，除去所述的畦头部分，确定施工领域的确定方法，和以该方法在农田数据中进行定义的农田形状、施工行进方向、包含上述畦头和施工领域的农田数据。

8.根据权利要求6所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的导航部分包含：在所述的施工领域中所述的指定的行进方向与平移后施工线路径和，利用拖拉机施工宽度进行分隔形成直线路径群的形成方法和，在所述的畦头部分，连接所述的直线路径群生成连接路径的生成方法和，连接所述的直线路径群和所述的连接路径，生成全体的施工导航线的生成方法和，对于所述的操作员显示所述的施工导航线的显示方法。

9.根据权利要求8所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的连接路径的生成方法是，生成使得上述拖拉机进行折返，或方向转换，或旋回的最短路径的连接路径，所述的显示方法是，向上述操作员显示包括连接路经在内的施工导航线。

10.根据权利要求9所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的连接路径的生成方法是，在上述拖拉机的旋回半径和所述畦头的宽度的基础上，判断可以使拖拉机能够旋回的模式，然后生成该模式的连接路径。

11.根据权利要求9所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的连接路径的生成方法是，上述农田形状是任意的凸多边形的时候，在所述的畦头部分，生成从所述的直线路径能够进入到所述的施工领域中相邻的下一条施工线的连接路径。

12.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的导航部分包含：输出拖拉机当前位置的GNSS接收机和，所述的农田数据定义部分中定义的农田数据中，在所述的GNSS接收机输出的拖拉机当前位置的规定范围内检索农田的检索方法和，显示利用上述的检索手段检索出的一个以上的农田的显示方法和，从利用上述显示方法显示的农田中，操作员选择施工对象农田的输入方法和，所述的显示方法向操作员显示所述的输入的农田的施工开始位置、施工方向和施工线的条数。

13.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的导航部分包含：输出拖拉机当前位置的GNSS接收机，所述的GNSS接收机，在施工开始的时候，将施工对象农田的农田数据中预先登录的位置作为已知点，将该已知点与上述GNSS接收机输出位置之间的误差进行置零，施工期间，通过所述的GNSS接收机输出的变化位置检测出的显示在地图上的坐标和实际坐标之间的误差一直被消除，从而使检测出的坐标和实际坐标之间相吻合。

14.根据权利要求12所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，在农田施工的时候可以修正GNSS接收机误差的导航方法包括：所述的农田数据中，包含已知点和该点的坐标数据，施工开始的时候，操作员选定上述农田的农田数据中的上述已知点位置后，移动上述拖拉机至上述已知点，移动完成后，在上述已知点处，对所述的GNSS接收机进行误差修正，然后，在上述拖拉机在农田内行走的时候，所述的操作员输入开始点A的坐标和中间点B的坐标，输入完成后，连接所述的开始点A和中间点B的直线，推算出施工导航线，上述构成的施工导航线在显示屏上显示，上述操作员利用上述施工导航线的方向识别行进方向。

15.根据权利要求14所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的导航方法中，所述的中间点B点，需要与所述的开始点A点相隔10米以上。

16.根据权利要求12所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，在农田施工的时候可以修正所述的GNSS接收机误差的导航方法包括：所述的农田数据中，包含已知点和该点的坐标数据，施工开始的时候，操作员选定上述农田的农田数据中的上述已知点位置后，移动上述拖拉机至上述已知点，移动完成后，在上述已知点处，对所述的GNSS接收机进行误差修正，然后，在上述拖拉机在农田内行走的时候，所述的操作员输入开始点A的坐标和结束点C的坐标，输入完成后，连接所述的开始点A和结束点C的直线，推算出施工导航线，上述构成的施工导航线在显示屏上显示，上述操作员利用上述施工导航线的方向识别行进方向，并识别上述开始点到终点的农田边缘。

17.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的导航部分包含利用箭头显示所述的拖拉机的行进方向的显示方法，所述的显示方法有两种即：以当前位置为基点的行走方向的箭头显示作为第1方法，和考虑驾驶操作延迟而以一定时间以后推算出的位置为基点的行走方向的箭头显示作为第2方法，所述的第1方法和第2方法中的任意1种或全部的两种方法，是显示所述的拖拉机的行进方向的箭头的显示方法。

18.根据权利要求17所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的显示方法，除了拖拉机行进方向的箭头显示以外，还有施工导航线的终点方向的箭头显示，所述的终点方向的箭头显示在施工导航线是曲线的情况下，特别有效。

19.根据权利要求17所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的显示方法，除了拖拉机行进方向的箭头显示以外，还包括当施工线距离长的时候，为了防止方向盘的突然转向，拖拉机沿着目标施工线行走的车体方向的箭头显示。

20.根据权利要求17所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息至少包含：保存农田以外道路的道路图层数据和保存农田以外的建筑物的建筑物图层数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示的图层的数据的输入方法，所述的显示方法，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，同上述农田数据中的上述农田形状共同显示。

21.根据权利要求17所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息中，至少包含保存侧沟的侧沟图层的数据和，保存障碍物的障碍物图层的数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示的图层的数据输入方法，所述的显示方法是，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，同上述图层数据中的上述农田形状共同显示，所述的拖拉机，在同上述测沟和障碍物的距离进入警戒值范围内的时候，会发出警告。

22.根据权利要求17所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息中，至少包含保存侧沟的侧沟图层的数据和保存障碍物的障碍物图层的数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示的图层的数据输入方法，所述的显示方法是，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，同上述农田数据中的上述农田形状共同显示，所述的拖拉机，在同上述侧沟和障碍物的之间的距离进入警戒值范围内的时候，会显示绕开路径。

23.根据权利要求17所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息中，至少包含保存中间镂空区域的中间镂空区域图层的数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示的图层的数据的输入方法，所述的显示方法是，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，和上述农田数据中的上述农田形状共同显示，所述的拖拉机，在同中间镂空区域的距离进入警戒值范围内的时候，会显示绕开路径。

24.根据权利要求17所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的农田数据中，至少包含地图信息和农田形状，所述的地图信息中，至少包含保存禁止进入区域的禁止进入区域图层的数据，所述的导航部分包含操作员选择需要显示图层的数据的输入方法，所述的显示方法，将上述选择的图层的地图信息作为背景图，同上述农田数据中的上述农田形状共同显示，所述的拖拉机，在同禁止进入区域之间的距离进入警戒值范围内的时候，会显示绕开路径。

25.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的导航部分包含利用拖拉机施工开始位置A点和结束位置B点取得行走数据的方法和，根据取得的行走数据演算近似路径形成施工导航线的生成方法。

26.根据权利要求25所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的近似路径是通过连接线段和圆弧构成的。

27.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的农田数据定义部分包含：操作员根据不规则形状农田的形状输入任意曲线形成任意农田形状的输入方法和，根据上述输入的任意形状作为上述不规则形状农田形状的农田生成方法，定义了上述包含农田形状的农田数据，所述的导航部分包含：以上述不规则形状农田的农田数据为基础，在上述不规则形状农田的外周部分，生成和上述不规则形状农田的形状相同的曲线的施工导航线，然后向上述农田的内周部分的方向，逐渐的平移生成直线的施工导航线的生成方法。

28.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的导航部分包含：输出位置信息的GNSS传感器和，输出方位、姿态的罗经传感器和，所述的GNSS传感器输出的位置信息和所述的罗经传感器输出的方位和姿态信息的数据相结合，然后对所述的罗经传感器的偏差使用滤波器进行修正的方法，所述的使用滤波器进行修正的方法是指，在上述位置信息的精度下降的时候，从上述拖拉机的方位和速度信息推算出上述拖拉机的位置。

29.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的农田数据定义部分是在计算机中安装的软件上执行的，所述的计算机中，将执行：操作员根据农田形状输入多边形数据，根据上述多边形的数据形成农田形状，所述的软件以包含农田形状的农田数据定义作为特征。

30.根据权利要求1-4任意一项所述的一种农田导航系统和农田导航方法及其软件和软件的存储设备，其特征在于，所述的在农田中表示包含拖拉机的农田施工线的施工导航线和对拖拉机进行导航的农田导航系统包括：定义包含所述的农田的数据的农田数据的农田数据定义部分和，以农田数据为基础向操作员显示施工导航线的导航部分，所述的农田数据定义部分是在上述的计算机中安装的软件上执行的，操作员根据农田形状输入多边形数据，根据上述多边形的数据形成农田形状，所述的软件的存储设备以包含农田形状的农田数据定义作为特征。