CN112783159A - 一种作业控制方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种作业控制方法，考虑到转向角度越大则转向所需时间越长，因此为了最大化地缩小转向所需时间，本申请中采用了盘旋状的行驶路径，通过近似环状的路线来使转向角度最小化，从而缩短作业过程中转向所需的时间，且收缩状的作业路径可以使得作物收割机由外到内进行作业，避免对作物产生碾压，提高了作物收割的工作效率。本发明还公开了一种作业控制装置、设备及计算机可读存储介质，具有如上作业控制方法相同的有益效果。

Description

一种作业控制方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及农机领域，特别是涉及一种作业控制方法，本发明还涉及一种作业控制装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

作物收割机可以进行田间作物的收割，目前的作物收割机已经向自动化行驶的方向发展，也即作物收割机可以自动沿着既定的作业路径行驶并对沿途的作物进行收割，但是目前并没有一种成熟的作业路径规划方案，导致作物收割机在进行作物收割时工作效率较差。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种作业控制方法，采用了盘旋状的行驶路径，通过近似环状的路线来使转向角度最小化，从而缩短作业过程中转向所需的时间，提高了工作效率；本发明的另一目的是提供一种作业控制装置、设备及计算机可读存储介质，采用了盘旋状的行驶路径，通过近似环状的路线来使转向角度最小化，从而缩短作业过程中转向所需的时间，提高了工作效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种作业控制方法，包括：

确定出待作业地块的边界；

按照轨迹平行于边界线的准则，沿着预设时针的方向在所述待作业地块内部生成盘旋收缩状的作业路径；

控制作物收割机沿所述作业路径行驶，以便进行作物收割。

优选地，所述确定出待作业地块的边界包括：

获取待作业地块上的预设边界角坐标；

确定出各个所述预设边界角坐标包围而成的所述待作业地块的边界。

优选地，所述控制作物收割机沿所述作业路径行驶，以便进行作物收割具体为：

进入所述作业路径的起点后，判断是否达到拐点；

若是，则控制作物收割机按照倒车预设次数的转弯方式经过所述拐点；

若否，则控制所述作物收割机沿所述作业路径行驶。

优选地，所述控制作物收割机按照倒车预设次数的转弯方式经过所述拐点具体为：

判断当前所在拐点是否与所述边界相邻；

若是，则控制作物收割机按照倒车第一预设子次数的转弯方式经过所述拐点；

若否，则控制所述作物收割机按照倒车第二预设子次数的转弯方式经过所述拐点；

其中，所述第一预设子次数不小于2，所述第二预设子次数为1。

优选地，所述控制所述作物收割机按照倒车第二预设子次数的转弯方式经过所述拐点包括：

控制所述作物收割机驶过所述拐点第一预设距离；

控制所述作物收割机的转向轮向背离所述拐点的方向转动预设角度；

控制所述作物收割机倒车第二预设距离；

控制所述转向轮向靠近所述拐点的方向，转动至所述拐点后的路径方向，以完成转弯。

优选地，所述获取待作业地块上的预设边界角坐标具体为：

通过实时动态载波相位差分技术RTK定位系统获取待作业地块上的预设边界角坐标。

优选地，应用于处理器。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种作业控制装置，包括：

确定模块，用于确定出待作业地块的边界；

生成模块，用于按照轨迹平行于边界线的准则，沿着预设时针的方向在所述待作业地块内部生成盘旋收缩状的作业路径；

控制模块，用于控制作物收割机沿所述作业路径行驶，以便进行作物收割。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种作业控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述作业控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述作业控制方法的步骤。

本发明提供了一种作业控制方法，考虑到转向角度越大则转向所需时间越长，因此为了最大化地缩小转向所需时间，本申请中采用了盘旋状的行驶路径，通过近似环状的路线来使转向角度最小化，从而缩短作业过程中转向所需的时间，且收缩状的作业路径可以使得作物收割机由外到内进行作业，避免对作物产生碾压，提高了作物收割的工作效率。

本发明还提供了一种作业控制装置、设备及计算机可读存储介质，具有如上作业控制方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和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为本发明提供的一种作业控制方法的流程示意图；

图2为本发明提供的一种作业路径的结构示意图；

图3为本发明提供的一种转弯控制的平面示意图；

图4为本发明提供的一种作业控制装置的结构示意图；

图5为本发明提供的一种作业控制设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种作业控制方法，采用了盘旋状的行驶路径，通过近似环状的路线来使转向角度最小化，从而缩短作业过程中转向所需的时间，提高了工作效率；本发明的另一核心是提供一种作业控制装置、设备及计算机可读存储介质，采用了盘旋状的行驶路径，通过近似环状的路线来使转向角度最小化，从而缩短作业过程中转向所需的时间，提高了工作效率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参考图1，图1为本发明提供的一种作业控制方法的流程示意图，该作业控制方法包括：

步骤S1：确定出待作业地块的边界；

具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，为了对作物收割机的作业过程进行控制从而提供其工作效率，本发明实施例中欲通过路径规划的方式来提高其工作效率，因此首先需要确定出待作业地块的边界，从而便于在作业地块进行作业路径的规划。

其中，待作业地块可以为多种类型，例如可以为水稻或者其他多种类型农作物的地块等，本发明实施例在此不做限定。

步骤S2：按照轨迹平行于边界线的准则，沿着预设时针的方向在待作业地块内部生成盘旋收缩状的作业路径；

为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的一种作业路径的结构示意图，具体的，考虑到转向角度越大则转向所需时间越长，在确定好边界之后，为了最大化地缩小转向所需时间，本申请中采用了盘旋状的行驶路径，通过近似环状的路线来使转向角度最小化，从而缩短作业过程中转向所需的时间，其中，轨迹平行于边界线的准则可以使得作业路径遍布待作业地块，不存在遗漏地块未作业的问题，而收缩状的作业路径可以使得作物收割机由外到内进行作业，避免对作物产生碾压。

其中，预设时针可以自主设定，例如可以为逆时针等，本发明实施例在此不做限定。

步骤S3：控制作物收割机沿作业路径行驶，以便进行作物收割。

具体的，在确定出如上的作业路径后，便可以控制作物收割机沿作业路径行驶，以便进行作物收割。

其中，本发明实施例中可以应用于处理器中，便于自动化地对作物收割机进行自动行驶控制。

具体的，作物收割机是一种常规的的农业作业机械，将人工需要操纵的方向盘、变速杆以及各种离合装置使用电动控制，使其能够在不需要人干预的情况下实现自动控制，使其能够在特定的田块内自动的、智能的完成作业时的动作。作物收割机在作业时需要保证将整个田块覆盖，且作业时考虑到作业效率、燃油经济性等多方面因素，需要注意作业路径不重、不漏，且不能压倒未收割的稻苗，在调头时需要考虑效率，尽量用最短的时间完成转弯动作。现有智能自动作业收割机采用的作业路径为往复式，一行接一行的作业方式，这种作业方式需要地头调头空间很大，且作业效率较低。

具体的，值得一提的是，无人驾驶的作物收割机是一种新型的智能收割机，能够自动在田间进行收割作业而不需要人工干预作业过程中的动作，能够减少恶劣环境对人的伤害，作物收割机在人工驾驶作业时需要频繁控制的部分有，方向盘(或转向手柄)，变速手柄，割台升降操作杆等，无人驾驶收割机通过智能终端控制这些原本需要人工操作的部分来取代人的位置。

控制系统可采用双天线高精度定位，获取车辆实时位置，通过精密算法实时调整车辆行驶方向，控制车辆沿规划的路径全自动作业，能够实现自动转向、自动控制速度、自动控制割台等，真正实现全程的无人驾驶作业。无人的作物收割机具有以下功能：直线行驶、转弯、控制割台升降、控制各离合结合分离、路径结束自动停车、粮满停车、手机APP远程控制点火和熄火、手机APP远程控制开始和结束、手机APP远程遥控收割机行走、手机APP控制卸粮等。

具体的，无人驾驶的作物收割机可具备以下功能特点：

(1)作业全流程无人化，自动规划路径、自动控制割台、自动转弯。

(2)遥控功能，远程可控制车辆行走、收割、缷粮。

(3)远程启动、远程控制车辆开始作业结束作业。

(4)北斗卫星RTK(Real-time kinematic，实时动态载波相位差分技术)厘米级打点定位，误差不超过2.5cm。

(5)割台自动控制功能，当收割机转弯时，割台自动抬升避免损坏，转弯完成后割台自动下降至作业高度，作业高度可自由设定。全程无人作业，收割作业更标准。

(6)车辆后视影像功能，人工驾驶倒车保证安全；

(7)自动出库下田功能，能够从车库自动行驶到作业地块，一键开启作业。

本发明提供了一种作业控制方法，考虑到转向角度越大则转向所需时间越长，因此为了最大化地缩小转向所需时间，本申请中采用了盘旋状的行驶路径，通过近似环状的路线来使转向角度最小化，从而缩短作业过程中转向所需的时间，且收缩状的作业路径可以使得作物收割机由外到内进行作业，避免对作物产生碾压，提高了作物收割的工作效率。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，确定出待作业地块的边界包括：

获取待作业地块上的预设边界角坐标；

确定出各个预设边界角坐标包围而成的待作业地块的边界。

具体的，上述通过预设边界角坐标包围而成待作业地块的边界的方式比较准确简单，能够提高工作效率以及边界确定的难度。

其中，边界角坐标可以为待作业地块各个角的坐标，地块通常呈现多变形，而每个边通常都是平直的，例如常见的矩形地块等，其边界角坐标可以为矩形的四个角对应点的坐标。

当然，除了上述方式外，确定待作业地块边界的方式还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，控制作物收割机沿作业路径行驶，以便进行作物收割具体为：

进入作业路径的起点后，判断是否达到拐点；

若是，则控制作物收割机按照倒车预设次数的转弯方式经过拐点；

若否，则控制作物收割机沿作业路径行驶。

具体的，通过倒车预设次数的转弯方式可以实现“倒车以及微调车轮朝向

”这两个步骤的反复执行，直至车轮朝向最终朝向拐点后的作业路径方向，以便继续进行作业，这种倒车预设次数的转弯方式比较简便快捷，且不会对未作业的作物产生破坏。

其中，作物收割机在作业时通常要求按照直线轨迹行驶。

当然，除了倒车预设次数的转弯方式外，具体的经过拐点的转弯方式还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，控制作物收割机按照倒车预设次数的转弯方式经过拐点具体为：

判断当前所在拐点是否与边界相邻；

若是，则控制作物收割机按照倒车第一预设子次数的转弯方式经过拐点；

若否，则控制作物收割机按照倒车第二预设子次数的转弯方式经过拐点；

其中，第一预设子次数不小于2，第二预设子次数为1。

具体的，考虑到若拐点与边界相邻，那么用作调整车头的空地面积并不是很宽裕，因此可以通过多次倒车的方式进行转弯，而在拐点不与边界相邻的情况下，由于已经行驶了与边界相邻的轨迹，因此那部分作物已经被收割而变成空地，因此用作调整车头的空地面积非常充分，此时通过倒车一次的转弯方式便可以快速完成转弯，有利于提高工作效率。

作为一种优选的实施例，控制作物收割机按照倒车第二预设子次数的转弯方式经过拐点包括：

控制作物收割机驶过拐点第一预设距离；

控制作物收割机的转向轮向背离拐点的方向转动预设角度；

控制作物收割机倒车第二预设距离；

控制转向轮向靠近拐点的方向，转动至拐点后的路径方向，以完成转弯。

为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图3，图3为本发明提供的一种转弯控制的平面示意图，在图3中，第一次转弯位置即第一次转动预设角度的位置，第二次转弯位置即“控制转向轮向靠近拐点的方向，转动至拐点后的路径方向”的位置。

具体的，基于上述流程可以快速准确地控制作物收割机转弯。

其中，第一预设距离、第二预设距离以及预设角度均可进行自主设定，本发明实施例在此不做限定。

当然，除了上述具体过程外，控制作物收割机按照倒车第二预设子次数的转弯方式经过拐点还可以为其他具体形式，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，获取待作业地块上的预设边界角坐标具体为：

通过RTK定位系统获取待作业地块上的预设边界角坐标。

具体的，RTK定位系统具有精准度高、成本低以及稳定性强等优点。

当然，除了RTK定位系统外，还可以通过其他方式获取待作业地块上的预设边界角坐标，例如接收人工设定的预设边界角坐标等，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，应用于处理器。

具体的，当应用于处理器，也即无人驾驶的作物收割机的控制系统中时，可以解放人力，降低人力成本，提高自动化水平。

当然，上述方法也可以由工作人员来执行，本发明实施例在此不做限定。

请参考图4，图4为本发明提供的一种作业控制装置的结构示意图，该作业控制装置包括：

确定模块1，用于确定出待作业地块的边界；

生成模块2，用于按照轨迹平行于边界线的准则，沿着预设时针的方向在待作业地块内部生成盘旋收缩状的作业路径；

控制模块3，用于控制作物收割机沿作业路径行驶，以便进行作物收割。

对于本发明实施例提供的作业控制装置的介绍请参照前述的作业控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

请参考图5，图5为本发明提供的一种作业控制设备的结构示意图，该作业控制设备包括：

存储器4，用于存储计算机程序；

处理器5，用于执行计算机程序时实现如前述实施例中作业控制方法的步骤。

对于本发明实施例提供的作业控制设备的介绍请参照前述的作业控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例中作业控制方法的步骤。

对于本发明实施例提供的计算机可读存储介质的介绍请参照前述的作业控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

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。对于实施例公开的装置而言，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。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种作业控制方法，其特征在于，包括：

确定出待作业地块的边界；

按照轨迹平行于边界线的准则，沿着预设时针的方向在所述待作业地块内部生成盘旋收缩状的作业路径；

控制作物收割机沿所述作业路径行驶，以便进行作物收割。

2.根据权利要求1所述的作业控制方法，其特征在于，所述确定出待作业地块的边界包括：

获取待作业地块上的预设边界角坐标；

确定出各个所述预设边界角坐标包围而成的所述待作业地块的边界。

3.根据权利要求2所述的作业控制方法，其特征在于，所述控制作物收割机沿所述作业路径行驶，以便进行作物收割具体为：

进入所述作业路径的起点后，判断是否达到拐点；

若是，则控制作物收割机按照倒车预设次数的转弯方式经过所述拐点；

若否，则控制所述作物收割机沿所述作业路径行驶。

4.根据权利要求3所述的作业控制方法，其特征在于，所述控制作物收割机按照倒车预设次数的转弯方式经过所述拐点具体为：

判断当前所在拐点是否与所述边界相邻；

若是，则控制作物收割机按照倒车第一预设子次数的转弯方式经过所述拐点；

若否，则控制所述作物收割机按照倒车第二预设子次数的转弯方式经过所述拐点；

其中，所述第一预设子次数不小于2，所述第二预设子次数为1。

5.根据权利要求4所述的作业控制方法，其特征在于，所述控制所述作物收割机按照倒车第二预设子次数的转弯方式经过所述拐点包括：

控制所述作物收割机驶过所述拐点第一预设距离；

控制所述作物收割机的转向轮向背离所述拐点的方向转动预设角度；

控制所述作物收割机倒车第二预设距离；

控制所述转向轮向靠近所述拐点的方向，转动至所述拐点后的路径方向，以完成转弯。

6.根据权利要求2所述的作业控制方法，其特征在于，所述获取待作业地块上的预设边界角坐标具体为：

通过实时动态载波相位差分技术RTK定位系统获取待作业地块上的预设边界角坐标。

7.根据权利要求1至6任一项所述的作业控制方法，其特征在于，应用于处理器。

8.一种作业控制装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定出待作业地块的边界；

生成模块，用于按照轨迹平行于边界线的准则，沿着预设时针的方向在所述待作业地块内部生成盘旋收缩状的作业路径；

控制模块，用于控制作物收割机沿所述作业路径行驶，以便进行作物收割。

9.一种作业控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述作业控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述作业控制方法的步骤。

Images