CN116222547B - 适用于等高种植的农机导航方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于等高种植的农机导航方法、装置及电子设备，属于计算机技术领域，所述方法包括：确定基准路径起始点和基准路径结束点，基准路径起始点的高程与基准路径结束点的高程相同；基于基准路径起始点、基准路径结束点和约束条件，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点，约束条件包括高程偏差小于偏差阈值；基于农机从基准路径起始点运动至基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径；基于等高种植导航基准路径，确定多条平行的作业路径，作业路径用于导航作业。通过确定等高种植导航基准路径以及平行作业路径，实现在确定作业路径之前无需获取作业地块的高精度地形数据，能够提高作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种适用于等高种植的农机导航方法、装置及电子设备。
背景技术
等高种植（Contour Farming）是农学用语，指在山坡的同等高度的地上种植农作物，坡的走向与山坡等高线一致。实行等高种植，能维护土壤稳定，保持水土；可以提高抗旱能力；减少人为将土壤下移，消除为地表径流冲刷土壤的地形条件，从而保持水土。
现有等高种植农机自动导航作业模式如下：首先获取作业地块高精度地形数据，建立数字高程模型；其次，根据地形走向，提取等高线及坡度坡向，设计等高种植垄向，规划作业路径；最后，农机自动导航系统根据作业路径进行导航作业。但待作业地块高精度地形数据获取流程繁杂，数字高程模型难以建立，导致等高种植农机作业准备时间长，效率较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种适用于等高种植的农机导航方法、装置及电子设备。
第一方面，本发明提供一种适用于等高种植的农机导航方法，包括：
确定基准路径起始点和基准路径结束点，所述基准路径起始点为作业地块的作业起始边界上的点位，所述基准路径结束点为所述作业地块的作业结束边界上的点位，所述基准路径起始点的高程与所述基准路径结束点的高程相同；
基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，所述约束条件包括高程偏差小于偏差阈值，所述高程偏差为所述基准路径起始点的高程与农机的高程之间的差距；
基于所述农机从所述基准路径起始点运动至所述基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径；
基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，所述作业路径为与所述等高种植导航基准路径相平行的路径，所述作业路径用于导航作业。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，包括：
基于所述约束条件和所述农机的高程监测数据、姿态监测数据以及位置监测数据，持续生成控制指令直至目标距离小于距离阈值；
所述控制指令用于控制所述农机动作，所述目标距离为所述基准路径结束点与所述农机的位置之间的距离。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述生成控制指令，包括：
基于所述约束条件、所述高程监测数据、所述姿态监测数据和所述位置监测数据，按照缩短农机与直线参考路径之间距离的路径规划方式，生成所述控制指令，所述直线参考路径经过所述基准路径起始点和所述基准路径结束点。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述确定基准路径起始点和基准路径结束点，包括：
基于作业地块边界的位置数据和高程数据，获取第一数字高程模型；
基于所述第一数字高程模型，分析地形走向，获取所述作业地块的等高线、坡度和坡向；
基于所述作业地块的等高线、坡度和坡向，确定等高种植垄向；
基于所述等高种植垄向，确定所述作业起始边界和所述作业结束边界；
确定所述作业起始边界的中点作为所述基准路径起始点；
基于所述基准路径起始点，按照等高程的筛选方式，在所述作业结束边界上确定所述基准路径结束点。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，包括：
基于农机作业幅宽和所述等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径；
等高种植导航基准路径所相邻的作业路径与所述等高种植导航基准路径之间的距离为所述农机作业幅宽，相邻作业路径之间的距离为所述农机作业幅宽。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，在所述基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径之后，还包括：
基于所述多条作业路径，通过路径跟踪算法进行导航作业；
基于作业过程中所记录的高程监测数据和位置监测数据，获取第二数字高程模型。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述基于所述多条作业路径，通过路径跟踪算法进行导航作业，包括：
针对各条作业路径，基于所述作业路径和所述农机的位置监测数据，确定横向偏差，以及基于所述横向偏差控制所述农机转向。
第二方面，本发明还提供一种适用于等高种植的农机导航装置，包括：
第一确定模块，用于确定基准路径起始点和基准路径结束点，所述基准路径起始点为作业地块的作业起始边界上的点位，所述基准路径结束点为所述作业地块的作业结束边界上的点位，所述基准路径起始点的高程与所述基准路径结束点的高程相同；
控制模块，用于基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，所述约束条件包括高程偏差小于偏差阈值，所述高程偏差为所述基准路径起始点的高程与农机的高程之间的差距；
第二确定模块，用于基于所述农机从所述基准路径起始点运动至所述基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径；
第三确定模块，用于基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，所述作业路径为与所述等高种植导航基准路径相平行的路径，所述作业路径用于导航作业。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述适用于等高种植的农机导航方法。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述适用于等高种植的农机导航方法。
本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法、装置及电子设备，通过基于基准路径起始点、基准路径结束点和约束条件，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点，可以确定等高种植导航基准路径，进而可以基于等高种植导航基准路径，确定与等高种植导航基准路径相平行的多条作业路径，进而可以基于多条作业路径，进行导航作业，实现高效地确定作业路径，在确定作业路径之前无需获取作业地块的高精度地形数据，能够减少等高种植农机作业准备时长，提高作业效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之二；
图3是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之三；
图4是本发明提供的高程自动跟踪算法流程图；
图5是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之四；
图6是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之五；
图7是本发明提供的平行作业路径示意图；
图8是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之六；
图9是本发明提供的适用于等高种植的农机导航装置的结构示意图；
图10是本发明提供的适用于等高种植的农机导航系统的结构示意图；
图11是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。
图1是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之一，如图1所示，所述适用于等高种植的农机导航方法的执行主体可以是电子设备，例如车载计算机等。该方法包括：
步骤101，确定基准路径起始点和基准路径结束点，所述基准路径起始点为作业地块的作业起始边界上的点位，所述基准路径结束点为所述作业地块的作业结束边界上的点位，所述基准路径起始点的高程与所述基准路径结束点的高程相同。
具体地，为了提高作业效率，可以在作业地块的作业起始边界上确定一个基准路径起始点，以及在作业地块的作业结束边界上确定一个基准路径结束点，基准路径起始点和基准路径结束点可以作为等高种植导航基准路径的起始点和结束点。
可以理解的是，由于为了适用于等高种植，因而基准路径起始点的高程与基准路径结束点的高程需要保持相同。
步骤102，基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，所述约束条件包括高程偏差小于偏差阈值，所述高程偏差为所述基准路径起始点的高程与农机的高程之间的差距。
具体地，在确定基准路径起始点和基准路径结束点之后，可以在高程偏差小于偏差阈值的约束下，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点。
可选地，可以在高程偏差小于偏差阈值的约束下，通过导航算法生成控制指令，进而可以基于控制指令，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点。
可选地，可以在高程偏差小于偏差阈值的约束下，通过接收人工操控输入确定控制指令，进而可以基于控制指令，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点。
步骤103，基于所述农机从所述基准路径起始点运动至所述基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径。
具体地，在控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点之后，可以提取运动作业过程中所记录的运动轨迹数据，基于运动轨迹数据，可以确定等高种植导航基准路径，等高种植导航基准路径的起始点和结束点分别为上述基准路径起始点和基准路径结束点。
步骤104，基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，所述作业路径为与所述等高种植导航基准路径相平行的路径，所述作业路径用于导航作业。
具体地，在确定等高种植导航基准路径之后，可以将等高种植导航基准路径作为基准参考，在作业地块中确定多条与等高种植导航基准路径相平行的作业路径，进而可以基于该多条作业路径，进行自动导航作业。
可以理解的是，通过在确定作业路径之前减少作业地块高精度地形数据获取环节，能够降低作业成本，提高作业效率；根据实时感知的地形数据自动生成作业首条目标路径（也即等高种植导航基准路径），根据作业幅宽自动生成平行作业路径，能够减少作业路径规划环节，通过减少等高种植农机自动导航作业的准备环节，能够提高作业效率。
本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法，通过基于基准路径起始点、基准路径结束点和约束条件，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点，可以确定等高种植导航基准路径，进而可以基于等高种植导航基准路径，确定与等高种植导航基准路径相平行的多条作业路径，进而可以基于多条作业路径，进行导航作业，实现高效地确定作业路径，在确定作业路径之前无需获取作业地块的高精度地形数据，能够减少等高种植农机作业准备时长，提高作业效率。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，包括：
基于所述约束条件和所述农机的高程监测数据、姿态监测数据以及位置监测数据，持续生成控制指令直至目标距离小于距离阈值；
所述控制指令用于控制所述农机动作，所述目标距离为所述基准路径结束点与所述农机的位置之间的距离。
具体地，图2是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之二，如图2所示，所述适用于等高种植的农机导航方法包括步骤201至步骤204。
步骤201，确定基准路径起始点和基准路径结束点。
步骤202，基于约束条件和农机的高程监测数据、姿态监测数据以及位置监测数据，持续生成控制指令直至目标距离小于距离阈值。
具体地，在控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点的过程中，可以循环生成控制指令。在每一次生成控制指令的过程中可以获取农机的高程监测数据、姿态监测数据以及位置监测数据，进而确定农机当前的高程、姿态以及位置，进而可以在约束条件的约束下，基于农机当前的高程、姿态以及位置，分析导航至基准路径结束点的路径，生成控制指令，进而可以基于控制指令控制农机动作。
可以理解的是，在目标距离小于距离阈值的情况下，可以确定农机已运动至基准路径结束点，可以结束循环生成控制指令的过程。
步骤203，基于农机从基准路径起始点运动至基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径。
步骤204，基于等高种植导航基准路径，在作业地块中确定多条作业路径。
因此，通过循环生成控制指令，可以在约束条件的约束下，实时地获取农机的高程、姿态以及位置，并调整农机转向，以控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点，进而提取运动作业过程中所记录的运动轨迹数据，能够高效地确定出一条等高种植导航基准路径。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述生成控制指令，包括：
基于所述约束条件、所述高程监测数据、所述姿态监测数据和所述位置监测数据，按照缩短农机与直线参考路径之间距离的路径规划方式，生成所述控制指令，所述直线参考路径经过所述基准路径起始点和所述基准路径结束点。
具体地，图3是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之三，如图3所示，所述适用于等高种植的农机导航方法包括步骤301至步骤306。
步骤301，确定基准路径起始点和基准路径结束点。
步骤302，获取农机的高程监测数据、姿态监测数据以及位置监测数据。
步骤303，基于约束条件、高程监测数据、姿态监测数据和位置监测数据，按照缩短农机与直线参考路径之间距离的路径规划方式，生成控制指令。
具体地，基于高程监测数据、姿态监测数据和位置监测数据，可以确定农机当前的高程、姿态以及位置，进而可以在约束条件的约束下，基于农机当前的高程、姿态以及位置，以直线参考路径作为参考，按照缩短农机与直线参考路径之间距离的路径规划方式，分析导航至基准路径结束点的路径，生成控制指令。
可以理解的是，在每一次生成控制指令的过程中，可以将高程偏差小于偏差阈值作为约束条件，并结合与直线参考路径的距离尽可能最小的原则，分析导航至基准路径结束点的路径。
步骤304，判断目标距离是否小于距离阈值，若是则执行步骤305，若否则执行步骤302。
步骤305，基于农机从基准路径起始点运动至基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径。
步骤306，基于等高种植导航基准路径，在作业地块中确定多条作业路径。
可选地，图4是本发明提供的高程自动跟踪算法流程图，如图4所示，可以基于约束条件和农机的高程监测数据、姿态监测数据以及位置监测数据，通过高程自动跟踪算法，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点，高程自动跟踪算法的工作流程可以包括步骤401至步骤407。
步骤401，系统初始化。
具体地，系统初始化过程可以包括：设定距离阈值和高程偏差阈值e h ；读取待作业地块边界数据，记作B P ；读取基准路径起始点S与结束点E位置与高程数据。
步骤402，起始点S高程数据作为目标高程h T ，结束点E的位置，记作导航结束位置E P ，经过起始点S与结束点E间的直线记作L SE 。
步骤403，实时处理分析来自定位测向测姿装置的数据，得到校准后的农机当前姿态、高程、位置等数据；记录农机当前姿态、高程、位置等数据。
步骤404，根据农机当前位置数据，计算农机当前位置到导航结束位置E P 的距离。
步骤405，判断距离是否小于距离阈值/>，若是则结束，若否则执行步骤406。
步骤406，计算农机当前高程与目标高程h T 的高程偏差e。
步骤407，在高程偏差e小于阈值e h 且大于0的约束下，结合直线L SE 距离尽可能最小的原则，根据高程偏差计算控制量，将控制量发送给自动转向执行装置，进而执行步骤403。
因此，通过循环生成控制指令，可以在约束条件的约束下，实时地获取农机的高程、姿态以及位置，并调整农机转向，以控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点，进而提取运动作业过程中所记录的运动轨迹数据，能够高效地确定出一条等高种植导航基准路径。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述确定基准路径起始点和基准路径结束点，包括：
基于作业地块边界的位置数据和高程数据，获取第一数字高程模型；
基于所述第一数字高程模型，分析地形走向，获取所述作业地块的等高线、坡度和坡向；
基于所述作业地块的等高线、坡度和坡向，确定等高种植垄向；
基于所述等高种植垄向，确定所述作业起始边界和所述作业结束边界；
确定所述作业起始边界的中点作为所述基准路径起始点；
基于所述基准路径起始点，按照等高程的筛选方式，在所述作业结束边界上确定所述基准路径结束点。
具体地，图5是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之四，如图5所示，所述适用于等高种植的农机导航方法包括步骤501至步骤509。
步骤501，基于作业地块边界的位置数据和高程数据，获取第一数字高程模型。
具体地，可以通过人工驾驶农机方式，控制农机绕待作业地块一周，通过农机自动导航软件读取定位测姿测向装置，获取待作业地块边界和高程数据，自动建立第一数字高程模型。
步骤502，基于第一数字高程模型，分析地形走向，获取作业地块的等高线、坡度和坡向。
步骤503，基于作业地块的等高线、坡度和坡向，确定等高种植垄向。
步骤504，基于等高种植垄向，确定作业起始边界和作业结束边界。
步骤505，确定作业起始边界的中点作为基准路径起始点。
步骤506，基于基准路径起始点，按照等高程的筛选方式，在作业结束边界上确定基准路径结束点。
具体地，可以通过农机自动导航软件依据起始点S和结束点E两点的高程相等的原则，在地块起始点所在边界线中点确定起始点S，计算出等高种植农机自动导航基准路径起始点S坐标和结束点E坐标。
可以理解的是，由于为了适用于等高种植，因而基准路径起始点的高程与基准路径结束点的高程需要保持相同。
步骤507，基于基准路径起始点、基准路径结束点和约束条件，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点。
步骤508，基于农机从基准路径起始点运动至基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径。
步骤509，基于等高种植导航基准路径，在作业地块中确定多条作业路径。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，包括：
基于农机作业幅宽和所述等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径；
等高种植导航基准路径所相邻的作业路径与所述等高种植导航基准路径之间的距离为所述农机作业幅宽，相邻作业路径之间的距离为所述农机作业幅宽。
具体地，图6是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之五，如图6所示，所述适用于等高种植的农机导航方法包括步骤601至步骤604。
步骤601，确定基准路径起始点和基准路径结束点。
步骤602，基于基准路径起始点、基准路径结束点和约束条件，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点。
步骤603，基于农机从基准路径起始点运动至基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径。
步骤604，基于农机作业幅宽和等高种植导航基准路径，在作业地块中确定多条作业路径。
具体地，可以通过农机自动导航软件结合农机作业幅宽w，依据等高种植导航基准路径自动生成相互平行的多条作业路径。图7是本发明提供的平行作业路径示意图，如图7所示，等高种植导航基准路径所相邻的作业路径与等高种植导航基准路径之间的距离为农机作业幅宽w，相邻作业路径之间的距离为农机作业幅宽w，B P 表示作业地块边界，S表示基准路径起始点，E表示基准路径结束点，经过起始点S与结束点E间的直线记作L SE 。
可以理解的是，通过基于农机作业幅宽和等高种植导航基准路径，在作业地块中确定作业路径，可以最大化利用作业地块，避免地块资源浪费。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，在所述基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径之后，还包括：
基于所述多条作业路径，通过路径跟踪算法进行导航作业；
基于作业过程中所记录的高程监测数据和位置监测数据，获取第二数字高程模型。
具体地，图8是本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法的流程示意图之六，如图8所示，所述适用于等高种植的农机导航方法包括步骤801至步骤806。
步骤801，确定基准路径起始点和基准路径结束点。
步骤802，基于基准路径起始点、基准路径结束点和约束条件，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点。
步骤803，基于农机从基准路径起始点运动至基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径。
步骤804，基于等高种植导航基准路径，在作业地块中确定多条作业路径。
步骤805，基于多条作业路径，通过路径跟踪算法进行导航作业。
具体地，在确定多条作业路径之后，针对各条作业路径，可以基于作业路径，通过路径跟踪算法进行导航作业，待所有作业路径都执行完作业之后，即可完成对作业地块的等高种植。
步骤806，基于作业过程中所记录的高程监测数据和位置监测数据，获取第二数字高程模型。
可以理解的是，在作业过程中，可以实时记录农机的高程监测数据和位置监测数据，在作业完成之后，可以基于记录的高程监测数据和位置监测数据，生成高精度的第二数字高程模型，该第二数字高程模型可以用于以后针对该作业地块的等高种植，能够实现在线进行待作业地块高精度地形数据获取与数字高程模型建立，能够简化等高种植地块高精度地形数据获取和数字高程模型建立流程。
可选地，根据本发明提供的一种适用于等高种植的农机导航方法，所述基于所述多条作业路径，通过路径跟踪算法进行导航作业，包括：
针对各条作业路径，基于所述作业路径和所述农机的位置监测数据，确定横向偏差，以及基于所述横向偏差控制所述农机转向。
具体地，可以实时处理分析来自定位测向测姿装置的数据，得到校准后的农机当前位置等数据，进而可以计算农机当前位置与作业路径横向偏差，进而根据横向偏差计算控制量，将控制量发送给自动转向执行装置，从而实现路径自动跟踪。
本发明提供的适用于等高种植的农机导航方法，通过基于基准路径起始点、基准路径结束点和约束条件，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点，可以确定等高种植导航基准路径，进而可以基于等高种植导航基准路径，确定与等高种植导航基准路径相平行的多条作业路径，进而可以基于多条作业路径，进行导航作业，实现高效地确定作业路径，在确定作业路径之前无需获取作业地块的高精度地形数据，能够减少等高种植农机作业准备时长，提高作业效率。
下面对本发明提供的适用于等高种植的农机导航装置进行描述，下文描述的适用于等高种植的农机导航装置与上文描述的适用于等高种植的农机导航方法可相互对应参照。
图9是本发明提供的适用于等高种植的农机导航装置的结构示意图，如图9所示，所述装置包括第一确定模块901、控制模块902、第二确定模块903和第三确定模块904，其中：
第一确定模块901，用于确定基准路径起始点和基准路径结束点，所述基准路径起始点为作业地块的作业起始边界上的点位，所述基准路径结束点为所述作业地块的作业结束边界上的点位，所述基准路径起始点的高程与所述基准路径结束点的高程相同；
控制模块902，用于基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，所述约束条件包括高程偏差小于偏差阈值，所述高程偏差为所述基准路径起始点的高程与农机的高程之间的差距；
第二确定模块903，用于基于所述农机从所述基准路径起始点运动至所述基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径；
第三确定模块904，用于基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，所述作业路径为与所述等高种植导航基准路径相平行的路径，所述作业路径用于导航作业。
本发明提供的适用于等高种植的农机导航装置，通过基于基准路径起始点、基准路径结束点和约束条件，控制农机从基准路径起始点运动作业至基准路径结束点，可以确定等高种植导航基准路径，进而可以基于等高种植导航基准路径，确定与等高种植导航基准路径相平行的多条作业路径，进而可以基于多条作业路径，进行导航作业，实现高效地确定作业路径，在确定作业路径之前无需获取作业地块的高精度地形数据，能够减少等高种植农机作业准备时长，提高作业效率。
可选地，图10是本发明提供的适用于等高种植的农机导航系统的结构示意图，如图10所示，所述系统包括定位测姿测向装置1001、农机导航装置1002和自动转向执行装置1003，其中：
定位测姿测向装置1001，用于监测农机的高程、姿态及位置；
农机导航装置1002包括第一确定模块901、控制模块902、第二确定模块903和第三确定模块904；
自动转向执行装置1003，用于基于农机导航装置所生成的控制指令，控制农机转向。
图11是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图11所示，该电子设备可以包括：处理器（processor）1110、通信接口（Communications Interface）1120、存储器（memory）1130和通信总线1140，其中，处理器1110，通信接口1120，存储器1130通过通信总线1140完成相互间的通信。处理器1110可以调用存储器1130中的逻辑指令，以执行适用于等高种植的农机导航方法，该方法包括：
确定基准路径起始点和基准路径结束点，所述基准路径起始点为作业地块的作业起始边界上的点位，所述基准路径结束点为所述作业地块的作业结束边界上的点位，所述基准路径起始点的高程与所述基准路径结束点的高程相同；
基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，所述约束条件包括高程偏差小于偏差阈值，所述高程偏差为所述基准路径起始点的高程与农机的高程之间的差距；
基于所述农机从所述基准路径起始点运动至所述基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径；
基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，所述作业路径为与所述等高种植导航基准路径相平行的路径，所述作业路径用于导航作业。
此外，上述的存储器1130中的逻辑指令可以通过软件功能单元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。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的适用于等高种植的农机导航方法，该方法包括：
确定基准路径起始点和基准路径结束点，所述基准路径起始点为作业地块的作业起始边界上的点位，所述基准路径结束点为所述作业地块的作业结束边界上的点位，所述基准路径起始点的高程与所述基准路径结束点的高程相同；
基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，所述约束条件包括高程偏差小于偏差阈值，所述高程偏差为所述基准路径起始点的高程与农机的高程之间的差距；
基于所述农机从所述基准路径起始点运动至所述基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径；
基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，所述作业路径为与所述等高种植导航基准路径相平行的路径，所述作业路径用于导航作业。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种适用于等高种植的农机导航方法，其特征在于，包括：
确定基准路径起始点和基准路径结束点，所述基准路径起始点为作业地块的作业起始边界上的点位，所述基准路径结束点为所述作业地块的作业结束边界上的点位，所述基准路径起始点的高程与所述基准路径结束点的高程相同；
基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，所述约束条件包括高程偏差小于偏差阈值，所述高程偏差为所述基准路径起始点的高程与农机的高程之间的差距；
基于所述农机从所述基准路径起始点运动至所述基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径；
基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，所述作业路径为与所述等高种植导航基准路径相平行的路径，所述作业路径用于导航作业；
所述确定基准路径起始点和基准路径结束点，包括：
基于作业地块边界的位置数据和高程数据，获取第一数字高程模型；
基于所述第一数字高程模型，分析地形走向，获取所述作业地块的等高线、坡度和坡向；
基于所述作业地块的等高线、坡度和坡向，确定等高种植垄向；
基于所述等高种植垄向，确定所述作业起始边界和所述作业结束边界；
确定所述作业起始边界的中点作为所述基准路径起始点；
基于所述基准路径起始点，按照等高程的筛选方式，在所述作业结束边界上确定所述基准路径结束点。
2.根据权利要求1所述适用于等高种植的农机导航方法，其特征在于，所述基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，包括：
基于所述约束条件和所述农机的高程监测数据、姿态监测数据以及位置监测数据，持续生成控制指令直至目标距离小于距离阈值；
所述控制指令用于控制所述农机动作，所述目标距离为所述基准路径结束点与所述农机的位置之间的距离。
3.根据权利要求2所述适用于等高种植的农机导航方法，其特征在于，所述生成控制指令，包括：
基于所述约束条件、所述高程监测数据、所述姿态监测数据和所述位置监测数据，按照缩短农机与直线参考路径之间距离的路径规划方式，生成所述控制指令，所述直线参考路径经过所述基准路径起始点和所述基准路径结束点。
4.根据权利要求1所述适用于等高种植的农机导航方法，其特征在于，所述基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，包括：
基于农机作业幅宽和所述等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径；
等高种植导航基准路径所相邻的作业路径与所述等高种植导航基准路径之间的距离为所述农机作业幅宽，相邻作业路径之间的距离为所述农机作业幅宽。
5.根据权利要求1-4任一项所述适用于等高种植的农机导航方法，其特征在于，在所述基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径之后，还包括：
基于所述多条作业路径，通过路径跟踪算法进行导航作业；
基于作业过程中所记录的高程监测数据和位置监测数据，获取第二数字高程模型。
6.根据权利要求5所述适用于等高种植的农机导航方法，其特征在于，所述基于所述多条作业路径，通过路径跟踪算法进行导航作业，包括：
针对各条作业路径，基于所述作业路径和所述农机的位置监测数据，确定横向偏差，以及基于所述横向偏差控制所述农机转向。
7.一种适用于等高种植的农机导航装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定基准路径起始点和基准路径结束点，所述基准路径起始点为作业地块的作业起始边界上的点位，所述基准路径结束点为所述作业地块的作业结束边界上的点位，所述基准路径起始点的高程与所述基准路径结束点的高程相同；
控制模块，用于基于所述基准路径起始点、所述基准路径结束点和约束条件，控制农机从所述基准路径起始点运动作业至所述基准路径结束点，所述约束条件包括高程偏差小于偏差阈值，所述高程偏差为所述基准路径起始点的高程与农机的高程之间的差距；
第二确定模块，用于基于所述农机从所述基准路径起始点运动至所述基准路径结束点的运动轨迹数据，确定等高种植导航基准路径；
第三确定模块，用于基于等高种植导航基准路径，在所述作业地块中确定多条作业路径，所述作业路径为与所述等高种植导航基准路径相平行的路径，所述作业路径用于导航作业；
所述确定基准路径起始点和基准路径结束点，包括：
基于作业地块边界的位置数据和高程数据，获取第一数字高程模型；
基于所述第一数字高程模型，分析地形走向，获取所述作业地块的等高线、坡度和坡向；
基于所述作业地块的等高线、坡度和坡向，确定等高种植垄向；
基于所述等高种植垄向，确定所述作业起始边界和所述作业结束边界；
确定所述作业起始边界的中点作为所述基准路径起始点；
基于所述基准路径起始点，按照等高程的筛选方式，在所述作业结束边界上确定所述基准路径结束点。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述适用于等高种植的农机导航方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述适用于等高种植的农机导航方法。
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