[发明专利]一种大型智能割草机器人p-d型路径规划方法

权利要求书

1.一种大型智能割草机器人p-d型路径规划方法，其特征在于，具体步骤如下：

首先，根据待割草区域的几何尺寸、割草机器人性能指标与割草覆盖率要求，设置与邻近路径相切的大圆半径R₁、与邻近路径相切的小圆半径R₂和邻近路径车体中心线间距W尺寸；同时为降低控制难度，增大割草覆盖率，选择小圆半径R₂为割草机器人的最小转弯半径R_min；

其次，建立识别窗口的固定参考坐标系O′—X′Y′，再结合待割草区域的地平面坐标系O—XY，完成固定参考坐标系O′—X′Y′与待割草区域的地平面坐标系O—XY之间的坐标变换；

其中，γ为识别窗口的固定参考坐标系O′—X′Y′的方位角，由坐标旋转变换公式可得：

而后，将待割草区域的地平面划分为左待割区与右待割区，智能割草机器人从左待割区最左端进入后按照左待割区路径运行，直至运行到工作区域右端的左待割区与右待割区交界处，再按右待割区路径运行；左待割区路径与右待割区路径采取直线路径和标准圆路径结合；

割草机器人从坐标点(X′_min，Y′_min)开始沿Y′轴方向在左待割区运动，割草机器人的往返次数为：

其中，n为不超过的最大整数；

第i条路径的直线路径方程为：

与第i条路径相切的大圆、小圆路径方程分两种情况，第一种情况是当i为奇数时，其方程为：

另一种情况是当i为偶数时，其方程为：

右待割区路径割草机器人的往返次数为：

其中，m为大于的最近整数；

假设右待割区最右边路径为第1条路径，依次从右往左数，则第i条路径的直线路径方程为：

与第i条路径相切的大圆和小圆路径方程分为两大类别，每个大类又分成两种情况：

当n为奇数且j为奇数时，其方程为：

当n为奇数且j为偶数时，其方程为：

当n为偶数且j为奇数时，其方程为：

当n为偶数且j为偶数时，其方程为：

通过上述方程计算左待割区、右待割区的直线路径和与邻近路径相切的大圆、小圆路径，以生成p-d型路径。

2.根据权利要求1所述的一种大型智能割草机器人p-d型路径规划方法，其特征在于，尺寸参数设置过程遵循如下原则：

1)为降低控制难度，增大割草覆盖率，小圆半径R₂与割草机器人的最小转弯半径R_min相等；

2)为保证两次邻近路径之间无漏割，邻近路径车体中心线间距W小于割草机器人的割台割幅D，并定义参数σ＝D-W为邻近路径裕度。

3.根据权利要求1所述的一种大型智能割草机器人p-d型路径规划方法，其特征在于，γ的角度通过设置在割草机器人上的GPS接收信息获得。

4.根据权利要求3所述的一种大型智能割草机器人p-d型路径规划方法，其特征在于，γ∈[0°，360°]。

5.根据权利要求1所述的一种大型智能割草机器人p-d型路径规划方法，其特征在于，大圆为运行3/4圆周的圆，小圆为运行1/4圆周的圆。