CN112050801A - 一种农业机械自动导航路径规划方法及系统 - Google Patents

一种农业机械自动导航路径规划方法及系统 Download PDF

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CN112050801A CN202010932827.1A CN202010932827A CN112050801A CN 112050801 A CN112050801 A CN 112050801A CN 202010932827 A CN202010932827 A CN 202010932827A CN 112050801 A CN112050801 A CN 112050801A
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Abstract

本发明公开了一种农业机械自动导航路径规划方法及系统。所述农业机械自动导航路径规划方法包括：由每行作业的起点、每行作业的终点和作业幅宽确定多条作业路径；获取农业机械的当前作业方向和当前位置；计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量；由偏移量判断农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，并调整农业机械的行进方向；由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果；由地头检测结果确定下一时刻的作业路径，返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。本发明能够有效地实现农业智能化机械在田间自动作业时的自动路径规划，从而提高工作效率。

Description

一种农业机械自动导航路径规划方法及系统
技术领域
本发明涉及农业机械自动控制领域，特别是涉及一种农业机械自动导航路径规划方法及系统。
背景技术
随着现代化科技水平的提高以及国家对于农业农村现代化的时代要求。农业机械的现代化和智能化是重要发展方向之一。而农业机械的自动导航是现代农业机械自动化和智能化的关键技术之一。在农业机械导航过程中，作业路径规划是影响工作效率的关键因素。而目前市面上所使用的路径规划方法大都是以预先设定好的路径为主，或将使用GIS，MAP地图等预先人为或自动规划好路径导入农业机械后再进行农业作业，农业机械无法自主切实的实时生成路径。
发明内容
基于此，有必要提供一种农业机械自动导航路径规划方法及系统，能够有效地实现农业智能化机械在田间自动作业时的自动路径规划，从而提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种农业机械自动导航路径规划方法，包括：
由每行作业的起点、每行作业的终点和作业幅宽确定多条作业路径；
获取农业机械的当前作业方向和当前位置；
计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量；
由所述偏移量判断所述农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，得到路径偏移判断结果，并根据所述路径偏移判断结果调整农业机械的行进方向；
由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果；所述当前距离为当前位置与当前作业路径的终点之间的距离；所述当前夹角为当前农机方向与当前作业方向之间的夹角；所述当前农机方向为当前位置与当前作业路径的终点之间的连线的方向；
由所述地头检测结果确定下一时刻的作业路径，并将下一时刻的作业路径对应的作业方向作为当前作业方向，将下一时刻的作业路径对应的位置作为当前位置，返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
可选的，若农业机械运行过程中作业中断，则执行重连过程；所述重连过程包括：
计算第一距离；所述第一距离为作业中断后所处的位置与初始设定路径之间的距离；
将所述第一距离与所述作业幅宽的商值确定为目标作业行；
由所述目标作业行、所述第一距离和所述作业幅宽计算第二距离；所述第二距离为作业中断后所处的位置与目标作业行之间的距离；
若所述第二距离小于或等于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成；
若所述第二距离大于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行的下一行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
可选的，所述计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量，具体包括：
确定当前作业路径的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数项，(x,y)为当前作业路径上的点的坐标；
由当前位置(m,n)和所述当前作业路径的直线方程计算偏移量
Figure BDA0002670853990000021
其中，m为当前位置的横坐标，n为当前位置的纵坐标。
可选的，所述由所述偏移量判断所述农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，得到路径偏移判断结果，并根据所述路径偏移判断结果调整农业机械的行进方向，具体包括：
判断所述偏移量是否大于最大偏移量；
若所述偏移量大于最大偏移量，则调整农业机械的行进方向；
若所述偏移量小于或等于最大偏移量，则保持农业机械的行进方向。
可选的，所述由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果，具体包括：
确定当前作业路径的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数，(x,y)为当前作业路径上的点的坐标；
确定第一垂直直线的直线方程Bx-Ay+DA＝0和第二垂直直线的直线方程Bx-Ay+DB＝0；所述第一垂直直线为过当前作业路径的起点且与所述当前作业路径垂直的直线；所述第二垂直直线为过当前作业路径的终点且与所述当前作业路径垂直的直线；其中，DA为第一垂直直线方程的常数项，DB为第二垂直直线方程的常数项；
判断当前位置的坐标是否位于所述第一垂直直线与所述第二垂直直线之间，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果为是，则确定农业机械未越界；若所述第一判断结果为否，则确定农业机械越界；
判断当前距离是否小于地头警戒值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则确定农业机械到达边界；若所述第二判断结果为否，则确定农业机械未到达边界；
判断当前夹角是否大于90度，到第三判断结果；
若所述第三判断结果为是，则确定农业机械已经超过终点；若所述第三判断结果为否，则确定农业机械未超过终点。
可选的，由所述地头检测结果确定下一时刻的作业路径，具体包括：
若所述地头检测结果为当前位置的坐标未位于所述第一垂直直线与所述第二垂直直线之间、当前距离小于地头警戒值或者当前夹角大于90度，则控制农业机械掉头，生成下一时刻的作业路径
Figure BDA0002670853990000041
其中，n表示作业的总行数，W为作业幅宽。
可选的，所述由所述目标作业行、所述第一距离和所述作业幅宽计算第二距离，具体为：
f＝Cp-N*W；
其中，f为第二距离，Cp为第一距离，N为目标作业行，W为作业幅宽。
本发明还提供了一种农业机械自动导航路径规划系统，包括：
作业路径确定模块，用于由每行作业的起点、每行作业的终点和作业幅宽确定多条作业路径；
数据获取模块，用于获取农业机械的当前作业方向和当前位置；
偏移量计算模块，用于计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量；
偏移判断模块，用于由所述偏移量判断所述农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，得到路径偏移判断结果，并根据所述路径偏移判断结果调整农业机械的行进方向；
地头检测模块，用于由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果；所述当前距离为当前位置与当前作业路径的终点之间的距离；所述当前夹角为当前农机方向与当前作业方向之间的夹角；所述当前农机方向为当前位置与当前作业路径的终点之间的连线的方向；
路径更新模块，用于由所述地头检测结果确定下一时刻的作业路径，并将下一时刻的作业路径对应的作业方向作为当前作业方向，将下一时刻的作业路径对应的位置作为当前位置，返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
可选的，若农业机械运行过程中作业中断，则执行重连模块；所述重连模块包括：
第一计算单元，用于计算第一距离；所述第一距离为作业中断后所处的位置与初始设定路径之间的距离；
目标行确定单元，用于将所述第一距离与所述作业幅宽的商值确定为目标作业行；
第二计算单元，用于由所述目标作业行、所述第一距离和所述作业幅宽计算第二距离；所述第二距离为作业中断后所处的位置与目标作业行之间的距离；
路径确定单元，用于若所述第二距离小于或等于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成；若所述第二距离大于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行的下一行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
可选的，所述偏移量计算模块，具体包括：
直线方程确定单元，用于确定当前作业路径的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数项，(x,y)为当前作业路径上的点的坐标；
偏移量计算单元，用于由当前位置(m,n)和所述当前作业路径的直线方程计算偏移量
Figure BDA0002670853990000051
其中，m为当前位置的横坐标，n为当前位置的纵坐标。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种农业机械自动导航路径规划方法及系统，基于由每行作业的起点、每行作业的终点、作业幅宽、作业方向和作业位置，通过路径偏移检测和地头检测，有效地实现了农业智能化机械在田间自动作业时的自动路径规划，从而提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的农业机械自动导航路径规划方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的农业机械自动导航路径规划方法的原理图；
图3为本发明实施例提供的农业机械自动导航路径规划方法的地头检测示意图；
图4为本发明实施例提供的农业机械自动导航路径规划方法的具体实现流程图；
图5为本发明实施例提供的农业机械自动导航路径规划系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例的农业机械自动导航路径规划方法的实现原理如下：
首先需要操作人员设置作业参数，包括作业基准线(每行作业的起点Ai、每行作业的终点Bi)、作业幅宽W。机器内部可获取的数据有农机当前作业方向
Figure BDA0002670853990000071
以及当前位置坐标P。该方法能够根据用户设定的数据进行自动的路径规划，可根据用户提供的各种数据自动生成相应的A1B1、A2B2...AnBn作业路径。每一条作业路径间的幅宽均为W。自动驾驶农业机械便可以在区间内往复的自动化作业。
图1为本发明实施例提供的农业机械自动导航路径规划方法的流程图。
参见图1，本实施例中的农业机械自动导航路径规划方法，包括：
步骤101：由每行作业的起点、每行作业的终点和作业幅宽确定多条作业路径。
如图2所示，在进行自动作业之前需要用户标定单行作业长度的端点(每行作业的起点Ai、每行作业的终点Bi)、作业幅宽W、作业行数n、最大偏移量F、地头警戒值r。设定完成后即可开始运行，当开始自动驾驶时农机会沿着标定的AB进行作业直到到达B点后等待驾驶员进行掉头。
步骤102：获取农业机械的当前作业方向和当前位置。
步骤103：计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量。具体包括：
首先，确定当前作业路径AiBi的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数项，(x,y)为当前作业路径上的点的坐标。由当前位置(m,n)和所述当前作业路径的直线方程计算偏移量
Figure BDA0002670853990000072
其中，m为当前位置的横坐标，n为当前位置的纵坐标。
步骤104：由所述偏移量判断所述农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，得到路径偏移判断结果，并根据所述路径偏移判断结果调整农业机械的行进方向。具体包括：
判断所述偏移量是否大于最大偏移量；若所述偏移量大于最大偏移量，则调整农业机械的行进方向；若所述偏移量小于或等于最大偏移量，则保持农业机械的行进方向。具体的，如果|d|大于最大偏移量F，则判断d是否大于0，若大于0，是则说明农机向左偏移超出警戒值，需要向右调整方向；若小于0，则相反。
步骤105：由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果。
所述当前距离为当前位置与当前作业路径的终点之间的距离；所述当前夹角为当前农机方向与当前作业方向之间的夹角；所述当前农机方向为当前位置与当前作业路径的终点之间的连线的方向。
该步骤具体包括：
(1)判断是否越界：
判断是否越界至图2中的阴影部分。确定当前作业路径的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数，(x,y)为当前作业路径上的点的坐标。
确定第一垂直直线的直线方程Bx-Ay+DA＝0和第二垂直直线的直线方程Bx-Ay+DB＝0；所述第一垂直直线为过当前作业路径的起点且与所述当前作业路径垂直的直线；所述第二垂直直线为过当前作业路径的终点且与所述当前作业路径垂直的直线；其中，DA为第一垂直直线方程的常数项，DB为第二垂直直线方程的常数项。
判断当前位置的坐标是否位于所述第一垂直直线与所述第二垂直直线之间，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定农业机械未越界；若所述第一判断结果为否，则确定农业机械越界。
(2)判断是否达到边界
如图3所示，判断当前距离LBP是否小于地头警戒值r，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则确定农业机械到达边界；若所述第二判断结果为否，则确定农业机械未到达边界。
(3)判断是否超过终点
如图3所示，判断当前夹角θ是否大于90度，到第三判断结果；若所述第三判断结果为是，则确定农业机械已经超过终点；若所述第三判断结果为否，则确定农业机械未超过终点。其中，当前作业方向为由A到B，即当前作业方向为
Figure BDA0002670853990000091
农机方向为
Figure BDA0002670853990000092
当前夹角
Figure BDA0002670853990000093
步骤106：由所述地头检测结果确定下一时刻的作业路径，并将下一时刻的作业路径对应的作业方向作为当前作业方向，将下一时刻的作业路径对应的位置作为当前位置，返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。具体包括：
若所述地头检测结果为当前位置的坐标未位于所述第一垂直直线与所述第二垂直直线之间、当前距离小于地头警戒值或者当前夹角大于90度，则等待操作人员进行掉头，当掉头完成后，根据当前农机的位置以及标定的A、B两点、作业幅宽W等信息实时生成下一时刻的作业路径
Figure BDA0002670853990000094
其中，n表示作业的总行数，此时的正负受实际掉头后的农机位置位于初始直线的方向所决定。
本实施例中的农业机械自动导航路径规划方法还支持断点重连或中断续连等操作，在农机运行当中如果需要添加药剂或更换农具时可进行中断添加。事后只需将农机开往需要继续耕作的路线附近即可，该算法可以自动驾驶农机到达最近路径延农机方向的路径方向进行继续作业。
具体的，若农业机械运行过程中作业中断，则执行重连过程；所述重连过程包括：
计算第一距离；所述第一距离为作业中断后所处的位置与初始设定路径之间的距离。
将所述第一距离与所述作业幅宽的商值确定为目标作业行。
由所述目标作业行、所述第一距离和所述作业幅宽计算第二距离；所述第二距离为作业中断后所处的位置与目标作业行之间的距离；第二距离
f＝Cp-N*W；
其中，Cp为第一距离，N为目标作业行，W为作业幅宽。
若所述第二距离小于或等于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行确定为当前作业路径，若所述第二距离大于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行的下一行确定为当前作业路径。
然后判断作业方向。在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回步骤102，直至作业完成。此处，当前作业方向的判断方法与步骤105中判断方法一致，都是得出当前农机方向
Figure BDA0002670853990000101
与实际作业方向α的夹角，如果大于90°则说明当前作业方向与实际作业方向相反则应立即进行调整，否则则只需进行路线偏移调整即可。
上述农业机械自动导航路径规划方法的一个具体实现过程如图4所示。
本实施例的农业机械自动导航路径规划方法，能够有效地在农业智能化机械在田间自动作业时实现农业作业机械的自动路径规划，按照设定好的田地大小、作业幅宽以及作业行数进行自动化的路径规划，同时还能够实现断点续连作业以及自动按照其自动规划的路径进行作业。
本发明还提供了一种农业机械自动导航路径规划系统，图5为本发明实施例提供的农业机械自动导航路径规划系统的结构图。
参见图5，本实施例的农业机械自动导航路径规划系统包括：
作业路径确定模块201，用于由每行作业的起点、每行作业的终点和作业幅宽确定多条作业路径。
数据获取模块202，用于获取农业机械的当前作业方向和当前位置。
偏移量计算模块203，用于计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量。
偏移判断模块204，用于由所述偏移量判断所述农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，得到路径偏移判断结果，并根据所述路径偏移判断结果调整农业机械的行进方向。
地头检测模块205，用于由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果；所述当前距离为当前位置与当前作业路径的终点之间的距离；所述当前夹角为当前农机方向与当前作业方向之间的夹角；所述当前农机方向为当前位置与当前作业路径的终点之间的连线的方向。
路径更新模块206，用于由所述地头检测结果确定下一时刻的作业路径，并将下一时刻的作业路径对应的作业方向作为当前作业方向，将下一时刻的作业路径对应的位置作为当前位置，返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
作为一种可选的实施方式，若农业机械运行过程中作业中断，则执行重连模块；所述重连模块包括：
第一计算单元，用于计算第一距离；所述第一距离为作业中断后所处的位置与初始设定路径之间的距离。
目标行确定单元，用于将所述第一距离与所述作业幅宽的商值确定为目标作业行。
第二计算单元，用于由所述目标作业行、所述第一距离和所述作业幅宽计算第二距离；所述第二距离为作业中断后所处的位置与目标作业行之间的距离。
路径确定单元，用于若所述第二距离小于或等于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成；若所述第二距离大于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行的下一行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
作为一种可选的实施方式，所述偏移量计算模块203，具体包括：
直线方程确定单元，用于确定当前作业路径的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数项，(x,y)为当前作业路径上的点的坐标。
偏移量计算单元，用于由当前位置(m,n)和所述当前作业路径的直线方程计算偏移量
Figure BDA0002670853990000121
其中，m为当前位置的横坐标，n为当前位置的纵坐标。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种农业机械自动导航路径规划方法，其特征在于，包括：
由每行作业的起点、每行作业的终点和作业幅宽确定多条作业路径；
获取农业机械的当前作业方向和当前位置；
计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量；
由所述偏移量判断所述农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，得到路径偏移判断结果，并根据所述路径偏移判断结果调整农业机械的行进方向；
由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果；所述当前距离为当前位置与当前作业路径的终点之间的距离；所述当前夹角为当前农机方向与当前作业方向之间的夹角；所述当前农机方向为当前位置与当前作业路径的终点之间的连线的方向；
由所述地头检测结果确定下一时刻的作业路径，并将下一时刻的作业路径对应的作业方向作为当前作业方向，将下一时刻的作业路径对应的位置作为当前位置，返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
2.根据权利要求1所述的一种农业机械自动导航路径规划方法，其特征在于，若农业机械运行过程中作业中断，则执行重连过程；所述重连过程包括：
计算第一距离；所述第一距离为作业中断后所处的位置与初始设定路径之间的距离；
将所述第一距离与所述作业幅宽的商值确定为目标作业行；
由所述目标作业行、所述第一距离和所述作业幅宽计算第二距离；所述第二距离为作业中断后所处的位置与目标作业行之间的距离；
若所述第二距离小于或等于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成；
若所述第二距离大于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行的下一行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
3.根据权利要求1所述的一种农业机械自动导航路径规划方法，其特征在于，所述计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量，具体包括：
确定当前作业路径的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数项，(x，y)为当前作业路径上的点的坐标；
由当前位置(m，n)和所述当前作业路径的直线方程计算偏移量
Figure FDA0002670853980000021
其中，m为当前位置的横坐标，n为当前位置的纵坐标。
4.根据权利要求1所述的一种农业机械自动导航路径规划方法，其特征在于，所述由所述偏移量判断所述农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，得到路径偏移判断结果，并根据所述路径偏移判断结果调整农业机械的行进方向，具体包括：
判断所述偏移量是否大于最大偏移量；
若所述偏移量大于最大偏移量，则调整农业机械的行进方向；
若所述偏移量小于或等于最大偏移量，则保持农业机械的行进方向。
5.根据权利要求1所述的一种农业机械自动导航路径规划方法，其特征在于，所述由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果，具体包括：
确定当前作业路径的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数，(x，y)为当前作业路径上的点的坐标；
确定第一垂直直线的直线方程Bx-Ay+DA＝0和第二垂直直线的直线方程Bx-Ay+DB＝0；所述第一垂直直线为过当前作业路径的起点且与所述当前作业路径垂直的直线；所述第二垂直直线为过当前作业路径的终点且与所述当前作业路径垂直的直线；其中，DA为第一垂直直线方程的常数项，DB为第二垂直直线方程的常数项；
判断当前位置的坐标是否位于所述第一垂直直线与所述第二垂直直线之间，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果为是，则确定农业机械未越界；若所述第一判断结果为否，则确定农业机械越界；
判断当前距离是否小于地头警戒值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则确定农业机械到达边界；若所述第二判断结果为否，则确定农业机械未到达边界；
判断当前夹角是否大于90度，到第三判断结果；
若所述第三判断结果为是，则确定农业机械已经超过终点；若所述第三判断结果为否，则确定农业机械未超过终点。
6.根据权利要求5所述的一种农业机械自动导航路径规划方法，其特征在于，由所述地头检测结果确定下一时刻的作业路径，具体包括：
若所述地头检测结果为当前位置的坐标未位于所述第一垂直直线与所述第二垂直直线之间、当前距离小于地头警戒值或者当前夹角大于90度，则控制农业机械掉头，生成下一时刻的作业路径
Figure FDA0002670853980000031
其中，n表示作业的总行数，W为作业幅宽。
7.根据权利要求2所述的一种农业机械自动导航路径规划方法，其特征在于，所述由所述目标作业行、所述第一距离和所述作业幅宽计算第二距离，具体为：
f＝Cp-N*W；
其中，f为第二距离，Cp为第一距离，N为目标作业行，W为作业幅宽。
8.一种农业机械自动导航路径规划系统，其特征在于，包括：
作业路径确定模块，用于由每行作业的起点、每行作业的终点和作业幅宽确定多条作业路径；
数据获取模块，用于获取农业机械的当前作业方向和当前位置；
偏移量计算模块，用于计算农业机械的当前位置与当前作业路径的偏移量；
偏移判断模块，用于由所述偏移量判断所述农业机械在当前位置是否偏离当前作业路径，得到路径偏移判断结果，并根据所述路径偏移判断结果调整农业机械的行进方向；
地头检测模块，用于由当前作业路径、当前距离和当前夹角对行进方向调整后的农业机械进行地头检测，得到地头检测结果；所述当前距离为当前位置与当前作业路径的终点之间的距离；所述当前夹角为当前农机方向与当前作业方向之间的夹角；所述当前农机方向为当前位置与当前作业路径的终点之间的连线的方向；
路径更新模块，用于由所述地头检测结果确定下一时刻的作业路径，并将下一时刻的作业路径对应的作业方向作为当前作业方向，将下一时刻的作业路径对应的位置作为当前位置，返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
9.根据权利要求8所述的一种农业机械自动导航路径规划系统，其特征在于，若农业机械运行过程中作业中断，则执行重连模块；所述重连模块包括：
第一计算单元，用于计算第一距离；所述第一距离为作业中断后所处的位置与初始设定路径之间的距离；
目标行确定单元，用于将所述第一距离与所述作业幅宽的商值确定为目标作业行；
第二计算单元，用于由所述目标作业行、所述第一距离和所述作业幅宽计算第二距离；所述第二距离为作业中断后所处的位置与目标作业行之间的距离；
路径确定单元，用于若所述第二距离小于或等于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成；若所述第二距离大于所述作业幅宽的一半，则将所述目标作业行的下一行确定为当前作业路径，并在农业机械行驶至当前作业路径时，根据当前夹角确定当前作业方向，再返回获取农业机械的当前作业方向和当前位置的步骤，直至作业完成。
10.根据权利要求8所述的一种农业机械自动导航路径规划系统，其特征在于，所述偏移量计算模块，具体包括：
直线方程确定单元，用于确定当前作业路径的直线方程Ax+By+C＝0；其中，A和B为直线方程的系数，C为直线方程的常数项，(x，y)为当前作业路径上的点的坐标；
偏移量计算单元，用于由当前位置(m，n)和所述当前作业路径的直线方程计算偏移量
Figure FDA0002670853980000041
其中，m为当前位置的横坐标，n为当前位置的纵坐标。
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