CN115373397A - 自动对行控制方法、装置、作业车辆和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及农业机械领域，公开了一种自动对行控制方法、装置、作业车辆和存储介质。该方法包括：获取来自作业车辆上的柔性检测装置实时探测到的作业车辆与植株行之间的距离；根据距离确定作业车辆是否发生行偏移，在确定发生行偏移时，获取作业车辆的当前车轮角度和偏移量；根据偏移量确定作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据当前车轮角度和偏移量，计算所需的目标转动角度；按照目标转动角度对作业车辆进行调整，以使得作业车辆的行驶方向与目标行驶方向一致。本发明实施例实现了作业车辆的自动对行行驶，且保证了作业车辆的对行行驶控制的实时性。

Description

自动对行控制方法、装置、作业车辆和存储介质

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种自动对行控制方法、装置、作业车辆和存储介质。

背景技术

国内4行以上玉米收割机及籽粒收、青贮机、茎穗兼收机型每年产量拖在4万台左右，市场存量为20万台左右。车型基本为对行收割产品(需要割台对准作物的植株行)。在作业过程中，需要机手实时观察车辆割台的对行情况，通过实时调整方向盘保持车辆的对行收割。操作劳动强度大，并严重限制了工作效率。在对行不齐或调整不及时的情况下，增大了玉米收获的破损率和损失率。为解决这一问题，部分厂家采用高精度定位导航技术来实现收割机的自动对行控制。

其中，高精度定位导航技术通过置于车辆上的RTK-GPS(载波相位差分技术)信号接收设备接收高精度定位信号，并定位车辆位置信息。用姿态传感器测量车辆实时运行姿态，转角传感器检测前轮转向角度，电控方向盘用于驱动车辆转向动作。目前，该高精度定位导航技术适用最多的场景为驱动车辆进行直线行驶，可以保证车辆的行驶直线度达到一个很好控制精度。但是，在玉米种植环节无法保证全部采用高精度定位导航技术来进行播种作业，这就造成玉米行间距不一致，或者歪歪扭扭，这时仍采用高精度直线驾驶，势必会造成很多情况下不对行收割，增加收货环节的损失率及破损率；即使播种环节采用高精度导航技术进行直线分行种植，但由于地面环境复杂，地面起伏，在坡形地面上尤为突出，无法保证玉米播种的绝对平直。所以在玉米收割环节，行间距无法保证统一，这就造成了采用高精度定位导航技术来进行收割作业时，损失率及破损率无法很好的保证。

基于此，如何实现如收割机等农业使用的作业车辆的自动对行控制是个亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种自动对行控制方法、装置、作业车辆和存储介质。

第一方面，本发明提供一种自动对行控制方法，包括：

获取来自作业车辆上的柔性检测装置实时探测到的所述作业车辆与植株行之间的距离；

根据所述距离确定所述作业车辆是否发生行偏移，在确定发生行偏移时，获取所述作业车辆的当前车轮角度和偏移量；

根据所述偏移量确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据所述当前车轮角度和所述偏移量，计算所需的目标转动角度；

按照所述目标转动角度对所述作业车辆进行调整，以使得所述作业车辆的行驶方向与所述目标行驶方向一致。

在可选的实施方式中，所述柔性检测装置包括分别位于同一轴线上的左右两侧的两片柔性触须和设置在所述柔性触须上的压力传感器，所述获取来自作业车辆上的柔性检测装置实时探测到的所述作业车辆与植株行之间的距离，包括：

获取每片所述柔性触须上的压力传感器实时采集到的压力值；

根据每片所述柔性触须的压力值及所述柔性触须的压力值与所述柔性触须和所述植株行之间的距离的对应关系，计算每片所述柔性触须与相邻的至少一行植株行之间的距离；其中，所述压力值越大，则所述柔性触须与所述植株行之间的距离越短。

在可选的实施方式中，所述柔性触须的压力值与所述柔性触须和所述植株行之间的距离的对应关系的获取过程，包括：

对所述柔性触须的受力过程进行分析，得到所述柔性触须在横截面的弯矩方程；

基于所述弯矩方程，计算得到挠曲线近似微分方程；

根据所述挠曲线近似微分方程和位移边界条件，确定转角方程和挠度方程；

根据所述转角方程和所述挠度方程，计算得到所述柔性触须的压力值与所述柔性触须和所述植株行之间的距离的对应关系；

根据所述对应关系和所述压力值，计算得到每片柔性触须和相邻两行植株行之间的距离。

在可选的实施方式中，所述柔性触须的压力值与所述柔性触须和所述植株行之间的距离的对应关系的表达式为：

其中，F为压力，E为所述柔性触须的弹性模量，I为所述柔性触须的惯性矩，θmax为所述柔性触须弯曲的最大转角，l为所述柔性触须的长度。

在可选的实施方式中，所述偏移量包括所述作业车辆的偏移方向和偏移位移，所述根据所述偏移量确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据所述当前车轮角度和所述偏移量，计算所需的目标转动角度，包括：

根据所述偏移方向，确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向；

根据所述偏移位移和所述当前车轮角度，计算所述作业车辆所需的目标转动角度。

在可选的实施方式中，按照所述目标转动角度对所述作业车辆进行调整，以使得所述作业车辆的行驶方向与所述目标行驶方向一致，包括：

实时采集车轮实时角度；

根据所述车轮实时角度和所述目标转动角度，计算所需调整的车轮修正角度；

按照所述车轮修正角度对所述作业车辆的行驶方向进行调整，以使得所述行驶方向与所述目标行驶方向一致。

第二方面，本发明提供一种自动对行控制装置，包括：

距离探测模块，用于获取来自作业车辆上的柔性检测装置实时探测到的所述作业车辆与植株行之间的距离；

车轮角度采集模块，用于根据所述距离确定所述作业车辆是否发生行偏移，在确定发生行偏移时，获取所述作业车辆的当前车轮角度和偏移量；

计算模块，用于根据所述偏移量确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据所述当前车轮角度和所述偏移量，计算所需的目标转动角度；

对行控制模块，用于按照所述目标转动角度对所述作业车辆进行调整，以使得所述作业车辆的行驶方向与所述目标行驶方向一致。

第三方面，本发明提供一种作业车辆，所述作业车辆包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实施前述的自动对行控制方法。

在可选的实施方式中，所述作业车辆包括至少一组柔性检测装置；

每组所述柔性检测装置包括分别位于同一轴线上的左右两侧的两片柔性触须和设置在所述柔性触须上的压力传感器；

所述压力传感器用于检测所述柔性触须所受到的压力。

第四方面，本发明提供一种计算机存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实施前述的自动对行控制方法。

本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例通过柔性检测装置来实时探测作业车辆与植株行之间的距离，并根据该距离来判断当前作业车辆是否发生行偏移，并在确定发生行偏移时获取当前的车轮角度，计算其偏移方向和偏移位移，从而确定作业车辆当前要实现对行行驶时对应的目标行驶方向和目标转动角度；按照目标行驶方向对作业车辆进行调整，以使得作业车辆能实现自动对行行驶，在此过程中还保证了作业车辆的对行行驶控制的实时性；本实施例在控制作业车辆对行行驶过程中，还通过实时采集车轮实时角度来自动调整作业车辆的行驶方向，进一步提高了作业车辆对行行驶控制的灵活性和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本发明实施例中作业车辆的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中柔性检测装置的结构示意图；

图3a示出了本发明实施例中柔性触须的结构示意图；

图3b示出了本发明实施例中柔性触须发生弹性形变后的结构示意图；

图4示出了本发明实施例中自动对行控制方法的第一个实施方式示意图；

图5示出了本发明实施例中自动对行控制方法的第二个实施方式示意图；

图6示出了本发明实施例中自动对行控制方法的第三个实施方式示意图；

图7示出了本发明实施例中柔性检测装置的受力分析示意图；

图8示出了本发明实施例中自动对行控制方法的第四个实施方式示意图；

图9示出了本发明实施例中自动对行控制方法的第五个实施方式示意图；

图10示出了本发明实施例中自动对行控制装置的结构示意图。

主要元件符号说明：10-柔性检测装置；11-柔性触须；12-压力传感器；20-割台；30-植株行。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

目前，部分厂家还通过采用机械导航技术以实现收割机的自动对行控制。机械导航技术是采用设置于割台前的接触式对行传感器，该传感器采用模拟式角度传感器部件，把车辆实时距离农作物的距离转化成角度传感器的角度值来进行测量得出车辆相对于农作物行的偏差，通过驱动转向油缸来进行转向修正控制。

采用接触式对行传感器以根据实时采集作业车辆相对于行的偏差来进行调整，从根本上解决了利用高精度导航技术所存在的问题。但采用接触式对行传感器作为对行传感信号的采集，当该接触式对行传感器存在着大量的接触及转动部件，整体的机械结构较为复杂，并且由于在收割时，割台处的环境相当复杂，复杂的机械结构在长时间工作过程中难以保证可靠运行，同时玉米秸秆对该接触式对行传感器造成长时间高频次的径向力冲击，使其工作寿命大大降低，从而无法保证长时间高强度作业的要求。

基于此，本实施例通过采用结构简单的柔性检测装置来实现作业车辆的自动对行控制。

实施例1

本发明实施例提供了一种自动对行控制方法，应用于农业机械领域内的作业车辆。

示范性地，如图1、图2、图3a和图3b所示，作业车辆上设置有至少一组柔性检测装置10，各组柔性检测装置10设置于割台20下方的预设位置处。该作业车辆上所设置的柔性检测装置10可以为多组，其具体设置数量和预设位置在此不做限定。

其中，每组该柔性检测装置10包括分别位于同一轴线上的左右两侧的两片柔性触须11以及设置在柔性触须11上的压力传感器12，该压力传感器12用于检测柔性触须11所受到的来自植株行30的压力，在该压力作用下，该柔性触须11会发生弹性形变，其柔性触须11产生弹性形变的变化过程如图3a、图3b所示。

由于该压力传感器12设置在柔性触须11上，在实际使用过程中，压力传感器12并不直接接触农作物植株，即本实施例可通过采用非直接接触式的压力传感器12来检测柔性触须11所受到的压力，以间接获取作业车辆与植株行30之间的距离。

需要注意的是，本实施例所描述的作业车辆和柔性检测装置10仅为一种示例，并不表示对该作业车辆和柔性检测装置10的结构或功能等进行限定。

请参照图4，下面对应用于上述作业车辆的自动对行控制方法进行详细说明。

S100，获取来自作业车辆上的柔性检测装置10实时探测到的作业车辆与植株行30之间的距离。

当作业车辆在农地里对直线分行种植的农作物执行植株行30收割业务时，作业车辆根据柔性检测装置10来实时探测各组柔性检测装置10与左右邻近的至少一行植株行30之间的距离，从而作业车辆的主控制器则获取该柔性检测装置10所探测到的距离，以实时调整作业车辆的行驶方向。

示范性地，在作业车辆行驶过程中，若柔性检测装置10与植株行30直接接触时，植株行30会压迫柔性检测装置10的柔性触须11弯曲，以使得柔性检测装置10上的压力传感器12检测到该柔性触须11所受到的压力。其中，若柔性触须11与植株行30之间的距离越近，则柔性触须11所受到植株行30的推力或压力越大，导致柔性触须11的弯曲程度越高，进而使得柔性触须11上的压力传感器12所检测到的压力值越大。

进而可以根据所获取到的压力值来等效计算作业车辆与植株之间的距离。

在本实施例中，该作业车辆可以为玉米收割机、青贮收割机、籽粒收割机、茎穗兼收收割机等农业机械，农作物(植株行30)可以为玉米、小麦等农作物，本实施例对此不做限定。

在一实施方式中，如图5所示，步骤S100具体包括如下步骤：

S110，获取每片柔性触须11上的压力传感器12实时采集到的压力值。

S120，根据每片柔性触须11的压力值及柔性触须11的压力值与柔性触须11和植株行30之间的距离的对应关系，计算每片柔性触须11与相邻的至少一行植株行30之间的距离；其中，压力值越大，则柔性触须11与植株行30之间的距离越短。

在本实施例中，柔性检测装置10中的柔性触须11的工作原理为，采用压力传感器12作为主要检测原件，在作业车辆行驶过程中，当作业车辆偏行时，对应偏离一侧的柔性触须11受到挤压而变形，在柔性触须11的根部会产生一个对信号处理终端外壳向下的微小压力，使外壳轻微变形，压力传感器12设置在柔性触须11的外壳内侧，在外壳轻微变形时，内侧的压力传感器12会检测到这个微小变形，进而检测到柔性检测装置10的变化。这个微小压力与柔性检测装置10的变形量成正比。作业车辆的主控制器通过该微小压力值来计算作业车辆在实际行驶过程中所发生的行程偏差(偏移位移)。

在正常对行行驶过程中，作业车辆的各组柔性触须11位于两行植株行30之间，即当各组柔性触须11在农地里行驶时，若获取到任一组柔性触须11的压力值均为0，则说明该作业车辆此时为对行行驶。

进而，根据各片柔性触须11所采集到的压力值即可计算出各片柔性触须11与植株行30之间的距离、每组柔性触须11与相邻两侧的植株行30之间的距离和作业车辆的当前行驶方向。

进一步地，若一组柔性触须11中，左右两侧柔性触须11对应的压力值不同，则可根据该压力值判断该组柔性触须11相对于接触到的该行植株行30的方向和距离。例如，在一组柔性触须11中，若右侧柔性触须11对应的压力值比左侧柔性触须11的压力值大，则说明该作业车辆偏向右侧行驶，该右侧柔性触须11相对于左侧柔性触须11，与被接触到的该行植株行30距离更近。由此，可相应控制作业车辆向左侧偏移行驶，以实现自动对行。

可选的，该压力传感器12所采集的压力值可以为包含预设误差范围的压力值范围，即该压力值不是一个数值，而是在预设误差范围内的压力范围值。

可选的，该压力传感器12所采集的压力值可以通过作业车辆上对应的传感器信号处理终端来对其进行预设处理后再传输至作业车辆的主控制器，以减少主控制器的工作量，提高主控制器的工作效率；或者，该压力传感器12可直接将所采集的压力值直接传输至主控制器进行相应处理。

在一实施方式中，如图6所示，其柔性触须11的压力值与柔性触须11和植株行30之间的距离的对应关系的获取过程可具体包括如下步骤：

S131，对柔性触须11的受力过程进行分析，得到柔性触须11在横截面的弯矩方程。

该柔性检测装置10可以等效为悬臂梁受力挠曲变形的数学模型，如图7所示，对该柔性检测装置10中的柔性触须11的受力过程进行平衡分析可得：

Fax＝0；

Fay＝F；

Ma＝Fl；

其中，F为柔性触须11所受到的压力；Fax为柔性触须11在a点处受到的压力在x截面的分力；Fay为柔性触须11在a点处受到的压力在y截面上的分力；Ma为在a点处的弯矩；l为柔性触须11的长度。

进而，可得到x截面的弯矩方程为：M(x)＝-F(l-x)＝F(x-l)；其中，M(x)为x截面上的弯矩，x为自变量。

S132，基于弯矩方程，计算得到挠曲线近似微分方程。

基于上述所得到的x截面上的弯矩方程，可计算得到相应的挠曲线近似微分方程为：

其中，EI为弯曲刚度，其弯曲刚度(EI)等于预设的弹性模量(E)和梁截面关于兴趣轴的惯性矩(I)的乘积。

对上述的挠曲线近似微分方程进行积分，得到：

其中，C、D为常数，w为挠度。

S133，根据挠曲线近似微分方程和位移边界条件，确定转角方程和挠度方程。

根据位移边界条件可确定积分常数x＝0、θa＝0、wa＝0，wa为在a点处的挠度；将积分常数代入上述的挠曲线近似微分方程进行求解，得到：

从而，可以确定转角方程和挠度方程分别为：

S134，根据转角方程和挠度方程，计算得到柔性触须11的压力值与柔性触须11和植株行30之间的距离的对应关系。

S135，根据对应关系和压力值，计算得到每片柔性触须11和相邻两行植株行30之间的距离。

基于上述的转角方程和挠度方程，可计算得到最大转角方程为：

对上述的最大转角方程进行变形，可以得到：

由此，可以根据上述F与l之间的关系式，得到柔性触须11的压力值(F)与柔性触须11和植株行30之间的距离(l)的对应关系。

可以理解，当在固定位置时，θmax为固定值。此时，每片柔性触须11的受力F和植株行30与每片柔性触须11或压力传感器12之间的距离l²成反比例关系。也即是，通过测得对压力传感器12施加的压力F，可以间接计算出每片柔性触须11和相邻一行或两行植株行30之间的距离。

S200，根据距离确定作业车辆是否发生行偏移，在确定发生行偏移时，获取作业车辆的当前车轮角度和偏移量。

基于上述过程所计算出的每片柔性触须11和相邻两行植株行30之间的距离，确定作业车辆是否发生行偏移。具体地，当每组柔性检测装置10均位于相邻两行植株行30之间时，即每组柔性检测装置10和与其任一侧相邻的一行或左右相邻的两行植株行30之间的距离在一预设范围内，则确定作业车辆为对行行驶，此时不需要对作业车辆的行驶方向进行调整。而若每组柔性检测装置10和与其相邻一行或两行植株行30之间的距离不属于该预设范围内，则确定该作业车辆发生行偏移。

可选的，由于每组柔性检测装置10的设置间距是预先确定的，植株行30之间的间隔也可以提前测量得到，因此，在判断作业车辆是否发生行偏移时，可直接根据任意一组柔性检测装置10所检测的与其相邻的植株行30之间的距离来判断。

当作业车辆发生行偏移时，获取作业车辆对应的偏移量。该偏移量可以反映当前作业车辆对行行驶的偏移程度，该偏移量包括偏移方向和偏移位移。

具体地，根据作业车辆与植株行30之间的距离，可以确定作业车辆当前的偏移方向，并计算出作业车辆在该偏移方向上的偏移位移。例如，若柔性检测装置10中右侧的柔性触须11对应的压力值相比左侧的柔性触须11的压力值较大，则说明作业车辆当前的偏移方向为向右侧偏移，进而可根据该植株行30的行距，计算该作业车辆在当前偏移方向上的偏移位移。

可选的，可在作业车辆上设置一车轮角度传感器，用于采集车轮的转动角度。

本实施例在确定该作业车辆当前发生行偏移时，可采用作业车辆上设置的车轮角度传感器来采集发生行偏移时的当前车轮角度。

S300，根据偏移量确定作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据当前车轮角度和偏移量，计算所需的目标转动角度。

主控制器获取作业车辆在发生行偏移时的当前车轮角度，若当前车轮角度与偏移量反相关时，即当前车轮转动方向与偏移方向不同时，可根据该偏移量和当前车轮角度，计算作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向和车轮所需转动的目标转动角度。

在一实施方式中，如图8所示，步骤S300具体包括如下步骤：

S310，根据偏移方向，确定作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向。

根据该作业车辆当前的偏移方向，可确定作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向。例如，若作业车辆当前的偏移方向为向右侧偏移，则确定作业车辆在该偏移方向下所对应的目标行驶方向为向左侧行驶。

S320，根据偏移位移和当前车轮角度，计算作业车辆所需的目标转动角度。

根据该当前车轮角度和偏移位移，计算得到作业车辆的行驶方向达到目标行驶方向时，车轮所需转动的目标转动角度。

可选的，在此过程中，还可以设定一个预设调整时间段，该预设调整时间段划分为多个时间区间，并计算各个时间区间内车轮所需转动的转动角度，即将作业车轮实现对行行驶时所需调整的目标转动角度分时间段进行细分，从而将其转化为多个时间区间内所对应调整的目标转动角度。

S400，按照目标转动角度对作业车辆进行调整，以使得作业车辆的行驶方向与目标行驶方向一致。

在得到目标行驶方向和目标转动角度后，按照目标转动角度调整作业车辆的行驶方向，以使得作业车辆达到目标行驶方向。

在此过程中，本实施例还实时采集作业车辆的车轮实时角度，以根据该车轮实时角度调整目标转动角度，直至作业车辆的行驶方向为目标行驶方向，即直至作业车辆不发生行偏移。

在一实施方式中，如图9所示，步骤S400具体包括如下步骤：

S410，实时采集车轮实时角度。

S420，根据车轮实时角度和目标转动角度，计算所需调整的车轮修正角度。

S430，按照车轮修正角度对作业车辆的行驶方向进行调整，以使得行驶方向与目标行驶方向一致。

按照目标转动角度调整作业车辆的行驶方向，并在此过程中，获取作业车辆上的车轮角度传感器实时采集到的车轮实时角度。根据该车轮实时角度和目标转动角度，计算作业车辆将该车轮实时角度调整至目标转动角度时，即将作业车辆的实时行驶方向转向目标行驶方向行驶时，所需调整的车轮修正角度；从而按照车轮修正角度来实时调整作业车辆，直至作业车辆能够按照目标行驶方向行驶，不发生行偏移。

可选的，可根据预设调整时间段内的车轮实时角度，以确定各个时间区间内的该车轮实时角度是否与该时间区间内的目标转动角度一致，若车轮实时角度与目标转动角度一致，则确定该作业车辆以完成该时间区间内的车轮转动角度调整；若该时间区间内的车轮实时角度与目标转动角度不一致，则根据该车轮实时角度来计算作业车辆的车轮达到该目标转动角度时的车轮修正角度，从而按照车轮修正角度调整作业车辆，直至该作业车辆在预设调整时间段内能够按照目标行驶方向行驶，不发生行偏移。

本实施例在作业车辆的行驶过程中，实时检测目标行驶方向和计算目标转动角度，从而根据目标行驶方向的变化来实时调整实际行驶方向和车轮转动角度，实现自动对行控制。

进而，本实施例所提供的自动对行控制方法，其应用场景不局限于直线分行种植植株行30的农地，由于本实施例所提供的自动对行控制方法，在作业过程中可以实时检测车辆的行驶方向，并根据柔性检测装置10与农作物植株之间的距离和车轮角度来实时调整作业车辆的行驶方向和车轮转动角度，因此，该自动对行控制方法也适用于作业车辆在曲线以及不规则路线的作业，具有较好的实用性。

本实施例第一方面，通过柔性检测装置10来实时探测作业车辆与植株行30之间的距离，并根据该距离来判断当前作业车辆是否发生行偏移，并在确定发生行偏移时获取当前的车轮角度，计算其偏移方向和偏移位移，从而确定作业车辆当前要实现对行行驶时对应的目标行驶方向和目标转动角度；按照目标行驶方向对作业车辆进行调整，以使得作业车辆能实现自动对行行驶，在此过程中还保证了作业车辆的对行行驶控制的实时性；第二方面，本实施例在控制作业车辆对行行驶过程中，还通过实时采集车轮实时角度来自动调整作业车辆的行驶方向，进一步提高了作业车辆对行行驶控制的灵活性和准确度；第三方面，本实施例采用柔性检测装置10来动态调整作业车辆的行驶方向，以实现作业车辆的自动对行控制，其采用的柔性检测装置10具有结构简单，便于维护等特点，提高了结构的可靠性，同时降低了生产和维护成本。

实施例2

请参阅图10，本发明实施例提供了一种自动对行控制装置，该装置包括：

距离探测模块41，用于获取来自作业车辆上的柔性检测装置实时探测到的所述作业车辆与植株行之间的距离；

车轮角度采集模块42，用于根据所述距离确定所述作业车辆是否发生行偏移，在确定发生行偏移时，获取所述作业车辆的当前车轮角度和偏移量；

计算模块43，用于根据所述偏移量确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据所述当前车轮角度和所述偏移量，计算所需的目标转动角度；

对行控制模块44，用于按照所述目标转动角度对所述作业车辆进行调整，以使得所述作业车辆的行驶方向与所述目标行驶方向一致。

上述的自动对行控制装置对应于实施例1的自动对行控制方法，实施例1中的任何可选项也适用于本实施例，这里不再详述。

本发明实施例还提供了一种作业车辆，该作业车辆包括存储器和至少一个处理器，存储器存储有计算机程序，处理器用于执行计算机程序以实施上述实施例的自动对行控制方法。

存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据作业车辆的使用所创建的数据(比如目标转动角度等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，计算机可运行指令促使处理器运行上述实施例的自动对行控制方法的步骤。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动对行控制方法，其特征在于，包括：

获取来自作业车辆上的柔性检测装置实时探测到的所述作业车辆与植株行之间的距离；

根据所述距离确定所述作业车辆是否发生行偏移，在确定发生行偏移时，获取所述作业车辆的当前车轮角度和偏移量；

根据所述偏移量确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据所述当前车轮角度和所述偏移量，计算所需的目标转动角度；

按照所述目标转动角度对所述作业车辆进行调整，以使得所述作业车辆的行驶方向与所述目标行驶方向一致。

2.根据权利要求1所述的自动对行控制方法，其特征在于，所述柔性检测装置包括分别位于同一轴线上的左右两侧的两片柔性触须和设置在所述柔性触须上的压力传感器，所述获取来自作业车辆上的柔性检测装置实时探测到的所述作业车辆与植株行之间的距离，包括：

获取每片所述柔性触须上的压力传感器实时采集到的压力值；

根据每片所述柔性触须的压力值及所述柔性触须的压力值与所述柔性触须和所述植株行之间的距离的对应关系，计算每片所述柔性触须与相邻的至少一行植株行之间的距离；其中，所述压力值越大，则所述柔性触须与所述植株行之间的距离越短。

3.根据权利要求2所述的自动对行控制方法，其特征在于，所述柔性触须的压力值与所述柔性触须和所述植株行之间的距离的对应关系的获取过程，包括：

对所述柔性触须的受力过程进行分析，得到所述柔性触须在横截面的弯矩方程；

基于所述弯矩方程，计算得到挠曲线近似微分方程；

根据所述挠曲线近似微分方程和位移边界条件，确定转角方程和挠度方程；

根据所述转角方程和所述挠度方程，计算得到所述柔性触须的压力值与所述柔性触须和所述植株行之间的距离的对应关系。

4.根据权利要求3所述的自动对行控制方法，其特征在于，所述柔性触须的压力值与所述柔性触须和所述植株行之间的距离的对应关系的表达式为：

其中，F为压力，E为所述柔性触须的弹性模量，I为所述柔性触须的惯性矩，θmax为所述柔性触须弯曲的最大转角，l为所述柔性触须的长度。

5.根据权利要求1所述的自动对行控制方法，其特征在于，所述偏移量包括所述作业车辆的偏移方向和偏移位移，所述根据所述偏移量确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据所述当前车轮角度和所述偏移量，计算所需的目标转动角度，包括：

根据所述偏移方向，确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向；

根据所述偏移位移和所述当前车轮角度，计算所述作业车辆所需的目标转动角度。

6.根据权利要求1所述的自动对行控制方法，其特征在于，所述按照所述目标转动角度对所述作业车辆进行调整，以使得所述作业车辆的行驶方向与所述目标行驶方向一致，包括：

实时采集车轮实时角度；

根据所述车轮实时角度和所述目标转动角度，计算所需调整的车轮修正角度；

按照所述车轮修正角度对所述作业车辆的行驶方向进行调整，以使得所述行驶方向与所述目标行驶方向一致。

7.一种自动对行控制装置，其特征在于，包括：

距离探测模块，用于获取来自作业车辆上的柔性检测装置实时探测到的所述作业车辆与植株行之间的距离；

车轮角度采集模块，用于根据所述距离确定所述作业车辆是否发生行偏移，在确定发生行偏移时，获取所述作业车辆的当前车轮角度和偏移量；

计算模块，用于根据所述偏移量确定所述作业车辆达到对行行驶时的目标行驶方向，并根据所述当前车轮角度和所述偏移量，计算所需的目标转动角度；

对行控制模块，用于按照所述目标转动角度对所述作业车辆进行调整，以使得所述作业车辆的行驶方向与所述目标行驶方向一致。

8.一种作业车辆，其特征在于，所述作业车辆包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实施权利要求1-6中任一项所述的自动对行控制方法。

9.根据权利要求8所述的作业车辆，其特征在于，所述作业车辆包括至少一组柔性检测装置；

每组所述柔性检测装置包括分别位于同一轴线上的左右两侧的两片柔性触须和设置在所述柔性触须上的压力传感器；

所述压力传感器用于检测所述柔性触须所受到的压力。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实施根据权利要求1-6中任一项所述的自动对行控制方法。

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