[发明专利]一种用于GPS控制平地系统的作业路线生成方法及作业路线

说明书

技术领域

本发明涉及土地精细平整技术，特别涉及一种用于GPS控制平地系统的作业路线生成方法及其生成的作业路线。

背景技术

随着我国农业水资源供需矛盾的突出，改进地面灌溉技术、提高农田平整程度已成为当今现代农业节水技术的重要组成部分。平整土地可以起到提高田间地面灌溉效率和灌水均匀度的作用，是改进地面灌溉方法的重要技术要素之一。目前在农田平整作业方面，平地的方法主要有三种，即常规平地，激光控制平地以及GPS控制平地。

常规平地方法中采用的平地设备一般包括推土机、铲运机和刮平机等，该种常规的土地平整设备具有土方运移量大、平地费用相对较低的特点，适合于地面起伏较大、原始平整程度较差的农田粗平作业，可有效改变农田的宏观地形。

这种常规土地平整的效果主要取决于推土机和刮平机的施工精度。但是由于推土机的升降采用手工控制，操作人员不能精确地控制其抬升或下落的高度，而刮平机的铲运刀口与设备行进装置间的相对位置固定，故平地施工时刀口将随轮胎沿地面微地形的变化上下起伏，刮平及修整田面的效果有限。因此，受常规平地机具设备自身缺陷和人工操作精度较低等不利条件的影响，当平地效果达到一定平整程度后很难再有所提高，难以满足农田土地精细灌溉的要求。

激光控制平地技术是利用激光束扫射形成参照平面作为非视觉操作控制手段，代替常规平地设备操作人员的目测判断能力来自动控制液压平地机具刀口的升降，从而能够大幅度提高土地的平整精度，其感应系统的灵敏性至少比人工视觉判断和拖拉机操作人员的手动液压控制系统精确10～50倍。但激光平地的作业范围有限，当土地长度超出激光发射器的有效发射距离时，需要搬动且重新固定发射器的位置，影响作业效率，同时，由于激光接收器的接收范围有限，会出现在平地中丢失激光信号的现象，不适宜大范围土地平整作业。

GPS控制平地技术是利用GPS接收机和获取测量点的位置信息，通过一定算法计算出预设基准高程与挖填土方量，根据高程差输出控制信号从而控制平地机构进行作业。GPS控制平地技术基本适用于全国各种地形，相对于上述两种方法，自动化程度较高，且不受阳光、风力、地势起伏等外界因素的影响，有着较好的工作效率与发展前景。

在GPS控制平地作业中，为了便于驾驶员更好的了解待平整地块的地势状况，系统一般提供三维地形图显示功能，在拖拉机对农田进行动态测量之后，快速显示农田三维地形图，便于作业人员确定作业路线。

作业路线的选取，直接影响平地的作业效率和作业质量。一般以耗时少、作业人员劳动强度低、土方运移量少为标准选择作业路线。

目前，国内外有些关于平地路线设计的报道，例如：国内本领域技术人员设计了螺旋形等16种规则的平地路线，缺点是难以保证高效率。考虑到作业的连续性、效率及作业劳动强度，在平地作业时，常常采用圆形路线。通过对国内外专利文献、期刊杂志及其他公开发表的文献（如互联网）进行检索，本发明在国内外未见报道，我们也未公开发表涉及本发明内容的文章，本发明在国内外公众未知。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：一种用于GPS控制平地系统的效率高、作业人员劳动强度低的作业路线生成方法及其生成的作业路线。

一种用于GPS控制平地系统的作业路线生成方法，该方法包括如下步骤：

S1.设定圆周拟合次数N，设定圆环适宜平整指数初值K_min，量取平地铲宽度L;

S2.将需要平整的土地划分为多个正方形栅格，求取栅格中心点三维坐标，并求所有栅格中心点高程均值

S3.找到高程最高的栅格中心点，随机选取另外两个栅格中心点，利用此三点进行圆拟合，使三个栅格中心点全在圆周上，计圆周拟合次数N=N-1；