CN115855067A - 一种曲形农田边界的路径规划方法 - Google Patents

一种曲形农田边界的路径规划方法 Download PDF

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CN115855067A CN202310153495.0A CN202310153495A CN115855067A CN 115855067 A CN115855067 A CN 115855067A CN 202310153495 A CN202310153495 A CN 202310153495A CN 115855067 A CN115855067 A CN 115855067A
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Abstract

本发明公开了一种曲形农田边界的路径规划方法，包括以下步骤：S1、利用无人机测绘得出农田地形图，采集曲形地块农田边界关键点，提取农田边界点信息，以农田边界点信息作为边界值，建立坐标系；S2、以农田边缘检测量作为观测值，设定形状拟合阈值，获取相近的农田形状，匹配得出相应形状对应的路径规划算法；S3、曲形边界农田，进行曲形边界的农田路径规划，非曲边农田进行规则农田地块路径规划；S4、对剩余未作业到的农田区域进行封圈的路径规划。本发明方法有效解决了农机路径规划无法适用复杂地形田块从而导致机器作业农田覆盖率低的问题，进一步提高农田作业覆盖率及无人作业的高效性。

Description

一种曲形农田边界的路径规划方法
技术领域
本发明属于路径规划技术领域，具体涉及一种曲形农田边界的路径规划方法。
背景技术
随着自动导航技术的发展，农业机械智能化设备已应用到农业生产的方方面面，越来越多的智能农机装备将投入应用，以满足精准生产的需求。无人驾驶农机的推广应用，能有效的减少劳动力投入，节约人工成本，提高农机作业质量，因此，合理的农机路径规划算法显得尤为重要，合理的路径规划可以提高作业质量与效率，为后期田间管理等任务打下良好的基础。
现有的路径规划算法多基于传统地块设计，对于曲形农田边界的地块处理适用性不强，并且农田作业覆盖率较低，导致很多边角区域未能作业到，时间效率也未能达到较优，因此，有必要针对不同农田特征，规划设计出一种适应曲形农田边界的农机路径规划方法。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种曲形农田边界的路径规划方法，有效解决了农机路径规划无法适用复杂地形田块从而导致机器作业农田覆盖率低的问题，进一步提高农田作业覆盖率及无人作业的高效性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种曲形农田边界的路径规划方法，包括以下步骤：
S1、利用无人机测绘得出农田地形图，采集农田地块边界关键点，提取农田边界点的经纬度信息，以农田边界点信息作为边界值，建立坐标系；
S2、以农田边缘检测量作为观测值，设定形状拟合阈值，获取相近的农田形状，匹配得出相应形状对应的路径规划算法；
S3、根据机器参数、机器作业类型生成农田作业路径规划线，对于曲形边界地块，若单边为曲形边界，其余边为规则边，则采用路径曲线的曲率逐渐降低的方法进行路径规划，根据机器转弯特性作为变化值，从而限定路径规划路线每次曲率变化率，将曲线完全变为直线后，剩余农田区域采用规则农田地块路径规划；对于规则农田地块，采用规则农田地块路径规划；
S4、对剩余未作业到的农田区域进行封圈的路径规划。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明方法，采用无人机测绘得出农田地形图，采集曲形地块农田边界关键点，提取农田边界点的经纬度信息，以农田边界点信息作为边界值，建立坐标系；以农田边缘检测量作为观测值，设定形状拟合阈值，获取相近的农田形状，匹配得出相应形状对应的路径规划算法；曲形边界农田，进行曲形边界的农田路径规划，非曲边农田进行规则农田地块路径规划；对剩余未作业到的农田区域进行封圈的路径规划；方法有效解决了农机路径规划无法适用复杂地形田块从而导致机器作业农田覆盖率低的问题，进一步提高农田作业覆盖率及无人作业的高效性。
2、常见农机路径规划算法多以规则农田为研究对象，但就实际来说，农田多为复杂不规则形状地块，导致农田覆盖率较低，较大面积农田未能作业，造成资源浪费，本发明以曲形边界农田作为主要研究对象，针对曲形边界农田进行路径规划，能有效解决农田覆盖率较低等问题；
3、本发明针对由于机器转弯未能作业的区域，进行补漏封圈等算法，可进一步提高农田覆盖率，合理减少资源浪费。
附图说明
图1是本发明方法的规划流程图；
图2是实施例中的曲形农田路径规划示意图；
图3是实施例中的剩余规则农田路径规划示意图；
图4是实施例中的封圈路径规划示意图；
图5是实施例中求内圈路径规划曲线的示意图；
图6是实施例中求内圈路径规划曲线的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明，一种曲形农田边界的路径规划方法，包括以下步骤：
S1、利用无人机测绘得出农田地形图，采集曲形地块农田边界关键点，提取农田边界点的经纬度信息，以农田边界点信息作为边界值，建立坐标系；具体为：
获取农田边界一周的所有关键点经纬度信息，对经纬度信息进行坐标转换运算，求得对应点的横坐标x、纵坐标y，当前点的航向角θ以及该点在所在曲线的曲率δ；其中，农田边界一周关键点信息可通过手持打点器绕农田边界四周走一圈或采用无人机采集农田地形图获得。
S2、以农田边缘检测量作为观测值，设定形状拟合阈值，获取相近的农田形状，匹配得出相应形状对应的路径规划算法；具体为：
建立农田边界形状识别算法，分为：矩形、方形、直角梯形、其它梯形、其它四边形、多边形、单曲边、双曲边以及凹多边形等几大类；
采用几何参数法对形状特征进行描述，对目标区域的特征进行提取作为算法参照依据（如矩、凸度、紧凑度、矩形度、主矩比、三角度、椭圆度等形状面熟参数），按照设定的形状相近阈值及相应图形处理算法，根据已输入农田边界点的位置信息，判断出近似形状类别。
S3、根据机器参数、机器作业类型生成农田作业路径规划线，对于曲形边界地块，若单边为曲形边界，其余边为规则边，则采用路径曲线的曲率逐渐降低的方法进行路径规划，根据机器转弯特性作为变化值，从而限定路径规划路线每次曲率变化率，将曲线完全变为直线后，剩余采用规则农田地块路径规划；对于规则农田地块，采用规则农田地块路径规划；该步骤包括：
S31、获取初始路径规划线；具体为：
以农田边界起点为原点，建立坐标系；
对曲边边界坐标采样后，形成稀疏离散坐标点集合
Figure SMS_1
，通过对边界坐标点集/>
Figure SMS_2
进行平移，形成新的局部路径
Figure SMS_3
，此时任意一个路径点信息为/>
Figure SMS_4
，i=1,2…,s；
其中，
Figure SMS_6
为目标路径点/>
Figure SMS_7
在目标坐标系中的横坐标；/>
Figure SMS_8
为目标路径点/>
Figure SMS_9
在目标坐标系中的纵坐标；/>
Figure SMS_10
为目标路径点/>
Figure SMS_11
在目标坐标系中的目标航向角；/>
Figure SMS_12
为路径点/>
Figure SMS_5
在目标路径曲线上的曲率；
对获得的局部路径
Figure SMS_13
进行插值化处理形成稠密且详细的路径，并将处理后的路径作为初始路径规划线，初始路径规划线的散点集为
Figure SMS_14
，/>
Figure SMS_15
，/>
Figure SMS_16
为点a n 在目标坐标系中的横坐标；/>
Figure SMS_17
为点a n 在目标坐标系中的纵坐标；/>
Figure SMS_18
为点a n 在目标坐标系中的目标航向角；/>
Figure SMS_19
为点a n 在目标路径曲线上的曲率，n为初始路径规划线散点的个数。
S32、获取合适的路径规划坐标点；具体为：
获取农机（本实施例中为水田插秧机）的最大转弯半径及农机末端挂载机具的幅宽，确定初始路径线距离边界的距离及下条路径规划线需平移的距离；
根据机器的最大转弯半径及农机末端挂载机具的幅宽，设置相应的转弯限制，从而规划出合适的路径规划坐标点。
S33、曲形边界的农田路径规划，具体为：
如图2所示，根据采集出的农田边界点位置信息及机器参数，依次平移获取到初始路径规划线上的散点集
Figure SMS_20
；
对初始路径规划线，取农田地头边界点位置信息，通过边界拟合求得地头区域直线L a 方程为：
Figure SMS_21
，其中/>
Figure SMS_22
为拟合地头区域所在直线的斜率，/>
Figure SMS_23
为拟合地头区域所在直线的截距；
求初始路径规划线的所有散点的平均斜率
Figure SMS_24
，包括：
由初始路径规划线散点的坐标，依次求得相邻两散点连线的斜率：
其中，线
Figure SMS_25
的斜率为/>
Figure SMS_26
…，线/>
Figure SMS_27
的斜率为
Figure SMS_28
，/>
Figure SMS_29
为初始路径规划线散点集倒数第二个路径点，a n 为初始路径线散点集最后一个路径点；
根据初始路径规划线上相邻两散点连线的斜率，从而求出初始路径规划线的平均斜率
Figure SMS_30
，进而得出平均斜率所在直线L c 的直线方程为
Figure SMS_31
；
获取对应点农机的平移距离，具体为：
过初始路径规划线散点集第1个路径点a 1，作地头边界拟合直线L a 的平行线
Figure SMS_32
，求得方程为：/>
Figure SMS_33
；
直线
Figure SMS_34
与L c 的交点为M 1，即点a 1到M 1的距离为此时农机应平移的距离d 1，
Figure SMS_35
；
重复操作，最后过初始路径规划线散点集第n个路径点a n ，作地头边界拟合直线L a 的平行线
Figure SMS_36
，求得方程为：/>
Figure SMS_37
；
直线
Figure SMS_38
与L c 的交点为M n ，即点a n 到M n 的距离为此时农机应平移的距离d n ，
Figure SMS_39
；
根据农机末端挂载机具的幅宽L和转弯半径，得到农机最终平移次数为N；农机每次需平移的距离为
Figure SMS_40
，农机第j次需平移距离为/>
Figure SMS_41
，其中i=1,2…n，j=1,2…N，n为路径规划线上散点个数；
根据初始路径规划线上各个散点坐标及平移距离D i ，求得第二条路径规划曲线散点集
Figure SMS_42
；具体计算为：
根据初始路径规划线上第一个散点
Figure SMS_43
及平移距离
Figure SMS_45
，得/>
Figure SMS_46
，/>
Figure SMS_47
…，根据初始路径规划线上第n个散点/>
Figure SMS_48
及平移距离
Figure SMS_49
，得/>
Figure SMS_50
，/>
Figure SMS_44
；
重复以上计算，求得第N条路径规划曲线散点集为
Figure SMS_51
，具体为：
Figure SMS_52
，/>
Figure SMS_53
……，
Figure SMS_54
，/>
Figure SMS_55
。
曲形边界的农田路径规划还包括最小二乘法拟合出目标直线方程
Figure SMS_56
，即最终路径规划曲线拟合直线方程，具体为：
以农田边界提取出的关键点信息作为参考值，设置距离阈值（与拟合精度成正相关），对于等精度测量所得到的m组数据
Figure SMS_57
，用最小二乘法拟合估计参数，要求观测值y的偏差的加权平方和最小，使其距离拟合直线的总体误差尽量小，从而拟合出目标直线方程为：/>
Figure SMS_58
；
对第N条路径规划曲线散点集进行线性回归拟合，求偏导，得出拟合目标直线参数值如下：
Figure SMS_59
，/>
令
Figure SMS_60
，得：/>
Figure SMS_61
。
S34、规则农田地块路径规划；具体为：
如图3所示，路径规划线由直线方程表示，通过对规则农田地块初始路径线
Figure SMS_62
平移，求得下一行作业路径所在直线方程，从而求得下一行作业路径点信息；平移距离由农机末端挂载机具的幅宽决定，包括：
当作业至第N条路径线时，农机完全变为直线路径规划时，余下农田地块即视作对规则地块进行路径规划；
剩余规则区域农田上一行作业路径所在直线为目标直线
Figure SMS_63
：
Figure SMS_64
，且该作业行上的路径点信息为散点集
Figure SMS_65
，其中，路径点b i包含横坐标/>
Figure SMS_66
、纵坐标/>
Figure SMS_67
、航向角/>
Figure SMS_68
以及曲率/>
Figure SMS_69
，i=1,2,…,n；
进行平移，设置农机从当前行平移到下一行作业路径的平移参数
Figure SMS_70
，其中dis表示平移距离，即垂直于初始路径线方向上的平移距离；/>
Figure SMS_71
表示当前行路径作业线的农机行驶方向，即机头作业方向；/>
Figure SMS_72
表示下一行路径作业线的农机行驶方向，/>
Figure SMS_73
表示农机平移方向角度，即路径规划线平移方向；
求下一行路径点坐标信息，包括：
根据平移参数
Figure SMS_74
，平移得平行直线L py 的直线方程为：
Figure SMS_75
其中，/>
Figure SMS_76
，即求得下一行路径的直线方程式：/>
Figure SMS_77
，
由初始路径平移一定距离得到平移直线
Figure SMS_78
，过初始路径散点集
Figure SMS_79
中第一个路径点b 1作地头边界拟合直线L AB 的平行线/>
Figure SMS_80
，此时直线/>
Figure SMS_81
与直线/>
Figure SMS_82
的交点即为初始路径线上点b 1平移得到的下一行路径线对应路径点c 1；
重复该操作，最后过第n个路径点b n 作地头边界拟合直线L AB 的平行线
Figure SMS_83
，此时直线/>
Figure SMS_84
与直线/>
Figure SMS_85
的交点即为初始路径线上b n 点平移得到的下一行路径线对应路径点c n ，从而求得下一行路径点集为/>
Figure SMS_86
的坐标信息；
根据剩余规则农田区域面积及其参数，求得农机剩余作业行数
Figure SMS_87
，第j条路径散点集/>
Figure SMS_88
，此时/>
Figure SMS_89
，且取整数。
S4、对剩余未作业到的农田区域进行封圈的路径规划；
如图4所示，根据农田特征及作业需求，设置包圈数为2；
设计农田包圈的路径规划，包圈数为2则需分别对内圈和外圈进行路径规划，内圈为了弥补由于农机提前拐弯及摆正农机机头导致未能作业到的区域，外圈为了弥补农机不碰撞田埂未能作业到的区域；
其中，内圈即等比将农田边界向内部缩小距离D in ，由相关机器特征参数得，
Figure SMS_90
，其中，r为农机的转弯半径，/>
Figure SMS_91
为农机的提前转弯量，short_remaining为地头边界的短边保留；
其中，求内圈路径规划曲线散点集包括：
农田边界点集为
Figure SMS_92
，计算该曲线各分段的偏移量，然后将这些偏移量连接成曲线，称为偏移量曲线，其中，求曲线/>
Figure SMS_93
的偏移量曲线的方法为：
采用二次贝塞尔偏移法求出偏移量曲线；
如图5所示，分别过点M 1，M 2作曲线的切线为
Figure SMS_95
，两切线
Figure SMS_96
交点为Pc；获取Pc距离曲线/>
Figure SMS_98
的最近点/>
Figure SMS_100
；同上，在曲线
Figure SMS_102
中获取二次贝塞尔曲线段的控制点/>
Figure SMS_104
，在曲线/>
Figure SMS_105
中获取控制点二次贝塞尔曲线段的控制点/>
Figure SMS_94
；如图6所示，获取偏移点/>
Figure SMS_97
，即每个点在垂直方向上偏移距离D in ，此时曲线/>
Figure SMS_99
点集/>
Figure SMS_101
在垂直方向上平移D in ，求得点集/>
Figure SMS_103
；
重复以上操作，平移距离为D in 时，曲线
Figure SMS_106
的偏移量曲线，具体为
Figure SMS_107
；
组合所有偏移量曲线，得出内圈路径规划曲线散点集为
Figure SMS_108
；
外圈为边界向内缩小距离D out ；得出外圈路径规划曲线散点集为
Figure SMS_109
，从而生成包圈的路径点。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“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，并不排除在包括所述要素的过程、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)

1.一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用无人机测绘得出农田地形图，采集农田地块边界关键点，提取农田边界点信息，以农田边界点信息作为边界值，建立坐标系；
S2、以农田边缘检测量作为观测值，设定形状拟合阈值，获取相近的农田形状，匹配得出相应形状对应的路径规划算法；
S3、根据机器参数、机器作业类型生成农田作业路径规划线，对于曲形边界地块，若单边为曲形边界，其余边为规则边，则采用路径曲线的曲率逐渐降低的方法进行路径规划，根据机器转弯特性作为变化值，从而限定路径规划路线每次曲率变化率，将曲线完全变为直线后，剩余农田区域采用规则农田地块路径规划；对于规则农田地块，采用规则农田地块路径规划；
S4、对剩余未作业到的农田区域进行封圈的路径规划。
2.根据权利要求1所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，步骤S1具体为：
获取农田边界一周的所有边界关键点经纬度信息，对经纬度信息进行坐标转换运算，求得对应关键点的横坐标x、纵坐标y，当前点的航向角θ以及该点在所在曲线的曲率δ。
3.根据权利要求1所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，步骤S2具体为：
建立农田边界形状识别算法，分为：矩形、方形、直角梯形、其它梯形、其它四边形、多边形、单曲边、双曲边以及凹多边形；
采用几何参数法对形状特征进行描述，对目标区域的特征进行提取作为算法参照依据，按照设定的形状相近阈值及相应图形处理算法，根据已输入农田边界点的位置信息，判断出近似形状类别。
4.根据权利要求1所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31、获取初始路径规划线；
S32、获取合适的路径规划坐标点；
S33、曲形边界的农田路径规划；
S34、规则农田地块路径规划。
5.根据权利要求4所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，步骤S31具体为：
以农田边界起点为原点，建立坐标系；
对曲边边界坐标采样后，形成稀疏离散坐标点集合
Figure QLYQS_1
，通过对边界坐标点集/>
Figure QLYQS_2
进行平移，形成新的局部路径/>
Figure QLYQS_3
，此时任意一个路径点信息为/>
Figure QLYQS_4
，i=1,2…,s；
其中，
Figure QLYQS_6
为目标路径点/>
Figure QLYQS_7
在目标坐标系中的横坐标；/>
Figure QLYQS_8
为目标路径点/>
Figure QLYQS_9
在目标坐标系中的纵坐标；/>
Figure QLYQS_10
为目标路径点/>
Figure QLYQS_11
在目标坐标系中的目标航向角；/>
Figure QLYQS_12
为路径点/>
Figure QLYQS_5
在目标路径曲线上的曲率；
对获得的局部路径
Figure QLYQS_13
进行插值化处理形成稠密且详细的路径，并将处理后的路径作为初始路径规划线，初始路径规划线的散点集为
Figure QLYQS_14
，/>
Figure QLYQS_15
，/>
Figure QLYQS_16
为点a n 在目标坐标系中的横坐标；/>
Figure QLYQS_17
为点a n 在目标坐标系中的纵坐标；/>
Figure QLYQS_18
为点a n 在目标坐标系中的目标航向角；
Figure QLYQS_19
为点a n 在目标路径曲线上的曲率，n为初始路径规划线散点的个数。
6.根据权利要求4所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，步骤S32具体为：
获取农机的机器参数及相关转弯特性，确定初始路径规划线距离边界的距离及下条路径规划线需平移的距离；
根据农机的最大转弯半径及农机末端挂载机具的幅宽，设置相应的转弯限制。
7.根据权利要求5所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，步骤S33中曲形边界的农田路径规划具体为：
根据采集的农田边界点位置信息及机器参数，依次平移获取到初始路径规划线的散点集
Figure QLYQS_20
；
对初始路径规划线，取农田地头边界点位置信息，通过边界拟合求得地头区域直线L a 方程为：
Figure QLYQS_21
，其中/>
Figure QLYQS_22
为拟合地头区域所在直线的斜率，/>
Figure QLYQS_23
为拟合地头区域所在直线的截距；
求初始路径规划线的所有散点的平均斜率
Figure QLYQS_24
，包括：
由初始路径规划线散点的坐标，依次求得相邻两散点连线的斜率：
其中，线
Figure QLYQS_25
的斜率为/>
Figure QLYQS_26
…，线/>
Figure QLYQS_27
的斜率为
Figure QLYQS_28
，/>
Figure QLYQS_29
为初始路径规划线散点集倒数第二个路径点，a n 为初始路径线散点集最后一个路径点；
根据初始路径规划线上相邻两散点连线的斜率，从而求出初始路径规划线的平均斜率
Figure QLYQS_30
，进而得出平均斜率所在直线L c 的直线方程为
Figure QLYQS_31
；
获取对应点农机的平移距离，具体为：
过初始路径规划线散点集第1个路径点a 1，作地头边界拟合直线L a 的平行线
Figure QLYQS_32
，求得方程为：/>
Figure QLYQS_33
；
直线
Figure QLYQS_34
与L c 的交点为M 1，即点a 1到M 1的距离为此时农机应平移的距离d 1，
Figure QLYQS_35
；
重复操作，最后过初始路径规划线散点集第n个路径点a n ，作地头边界拟合直线L a 的平行线
Figure QLYQS_36
，求得方程为：/>
Figure QLYQS_37
；
直线
Figure QLYQS_38
与L c 的交点为M n ，即点a n 到M n 的距离为此时农机应平移的距离d n ，
Figure QLYQS_39
；
根据农机末端挂载机具的幅宽L和转弯半径，得到农机最终平移次数为N；农机每次需平移的距离为
Figure QLYQS_40
，农机第j次需平移距离为/>
Figure QLYQS_41
，其中i=1,2…n，j=1,2…N，n为路径规划线上散点个数；
根据初始路径规划线上各个散点坐标及平移距离D i ，求得第二条路径规划曲线散点集
Figure QLYQS_42
；具体计算为：
根据初始路径规划线上第一个散点
Figure QLYQS_43
及平移距离
Figure QLYQS_45
，得/>
Figure QLYQS_46
，/>
Figure QLYQS_47
…，根据初始路径规划线上第n个散点/>
Figure QLYQS_48
及平移距离/>
Figure QLYQS_49
，得/>
Figure QLYQS_50
，/>
Figure QLYQS_44
；
重复以上计算，求得第N条路径规划曲线散点集为
Figure QLYQS_51
，具体为：
Figure QLYQS_52
，/>
Figure QLYQS_53
……，
Figure QLYQS_54
，/>
Figure QLYQS_55
。
8.根据权利要求7所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，曲形边界的农田路径规划还包括最小二乘法拟合出目标直线方程
Figure QLYQS_56
，即最终路径规划曲线拟合直线方程，具体为：
以农田边界提取出的关键点信息作为参考值，设置距离阈值，对于等精度测量所得到的m组数据
Figure QLYQS_57
，用最小二乘法拟合估计参数，要求观测值y的偏差的加权平方和最小，使其距离拟合直线的总体误差尽量小，从而拟合出目标直线方程为：
Figure QLYQS_58
；
对第N条路径规划曲线散点集进行线性回归拟合，求偏导，得出拟合目标直线参数值如下：
Figure QLYQS_59
，
令
Figure QLYQS_60
，得： />
Figure QLYQS_61
。
9.根据权利要求4所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，步骤S34具体为：
通过对规则农田地块初始路径线
Figure QLYQS_62
平移，求得下一行作业路径所在直线方程，从而求得下一行作业路径点信息；平移距离由农机末端挂载机具的幅宽决定，包括：
当作业至第N条路径线时，完全变为直线路径规划时，余下农田地块即视作对规则地块进行路径规划；
剩余规则区域农田上一行作业路径所在直线为目标直线
Figure QLYQS_63
：
Figure QLYQS_64
，且该作业路径上的路径点信息为散点集
Figure QLYQS_65
，其中，路径点b i包含横坐标/>
Figure QLYQS_66
、纵坐标/>
Figure QLYQS_67
、航向角/>
Figure QLYQS_68
以及曲率/>
Figure QLYQS_69
，i=1,2,…,n；
进行平移，设置农机从当前行平移到下一行作业路径的平移参数
Figure QLYQS_70
，其中dis表示平移距离，即垂直于初始路径线方向上的平移距离；/>
Figure QLYQS_71
表示当前行路径作业线的农机行驶方向，即机头作业方向；/>
Figure QLYQS_72
表示下一行路径作业线的农机行驶方向，/>
Figure QLYQS_73
表示农机平移方向角度，即路径规划线平移方向；
求下一行路径点坐标信息，包括：
根据平移参数
Figure QLYQS_74
，平移得平行直线L py 的直线方程为：
Figure QLYQS_75
其中，/>
Figure QLYQS_76
，即求得下一行路径的直线方程式：
Figure QLYQS_77
，
由初始路径平移一定距离得到平移直线
Figure QLYQS_78
，过初始路径散点集
Figure QLYQS_79
中第一个路径点b 1作地头边界拟合直线L AB 的平行线/>
Figure QLYQS_80
，此时直线/>
Figure QLYQS_81
与直线/>
Figure QLYQS_82
的交点即为初始路径线上点b 1平移得到的下一行路径线对应路径点c 1；/>
重复该操作，最后过第n个路径点b n 作地头边界拟合直线L AB 的平行线
Figure QLYQS_83
，此时直线
Figure QLYQS_84
与直线/>
Figure QLYQS_85
的交点即为初始路径线上b n 点平移得到的下一行路径线对应路径点c n ，从而求得下一行路径点集为/>
Figure QLYQS_86
的坐标信息；
根据剩余规则农田区域面积及其参数，求得农机剩余作业行数
Figure QLYQS_87
，第j条路径散点集/>
Figure QLYQS_88
，此时/>
Figure QLYQS_89
，且取整数。
10.根据权利要求1所述的一种曲形农田边界的路径规划方法，其特征在于，步骤S4具体为：
根据农田特征及作业需求，设置包圈数为2；
设计农田包圈的路径规划，包圈数为2则需分别对内圈和外圈进行路径规划；
其中，内圈即等比将农田边界向内部缩小距离D in ，由相关机器特征参数得，
Figure QLYQS_90
，其中，r为农机的转弯半径，
Figure QLYQS_91
为农机的提前转弯量，short_remaining为地头边界的短边保留；
其中，求内圈路径规划曲线散点集包括：
农田边界点集为
Figure QLYQS_92
，计算该曲线各分段的偏移量，然后将这些偏移量连接成曲线，称为偏移量曲线，其中，求曲线/>
Figure QLYQS_93
的偏移量曲线的方法为：
分别过点M 1，M 2作曲线的切线为
Figure QLYQS_96
，两切线/>
Figure QLYQS_98
交点为Pc；获取Pc距离曲线/>
Figure QLYQS_99
的最近点/>
Figure QLYQS_100
；同上，在曲线/>
Figure QLYQS_102
中获取二次贝塞尔曲线段的控制点/>
Figure QLYQS_104
，在曲线/>
Figure QLYQS_105
中获取控制点二次贝塞尔曲线段的控制点/>
Figure QLYQS_94
；获取偏移点/>
Figure QLYQS_95
，即每个点在垂直方向上偏移距离D in ，此时曲线/>
Figure QLYQS_97
点集
Figure QLYQS_101
在垂直方向上平移D in ，求得点集
Figure QLYQS_103
；
重复以上操作，平移距离为D in 时，曲线
Figure QLYQS_106
的偏移量曲线，具体为
Figure QLYQS_107
；
组合所有偏移量曲线，得出内圈路径规划曲线散点集为
Figure QLYQS_108
；
外圈为边界向内缩小距离D out ；得出外圈路径规划曲线散点集为
Figure QLYQS_109
，从而生成包圈的路径点。/>
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