[发明专利]一种基于无人机的智能拖拉机智能选路方法及装置

说明书

一种基于无人机的智能拖拉机智能选路方法，通过无人机对田地进行航拍；对航拍图片进行处理，按照航拍图片与实际比例大小还原出田地的真实大小以及形状，生成GIS地图，并标示出障碍物，传送给智能拖拉机的控制芯片；智能拖拉机的控制芯片接收到数据后，对数据进行处理得到最优的路径。应用该方法的装置，包括智能拖拉机，内置在其内的控制芯片，与控制芯片输入端连接的定位模块，安装在智能拖拉机上的无人机，以及控制无人机起飞和返航的上位机，无人机与控制芯片连接，控制芯片预先内预先设定有最优路径处理方法。本发明能够自动选择最优路径，并使智能拖拉机按照最优路径行驶，实现了完全智能化。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种基于无人机的智能拖拉机智能选路方法及装置。

背景技术

随着智能车辆技术的发展，智能导航定位和无遥控自动驾驶技术被更多的应用农业领域，其中智能拖拉机已经广泛应用于农田耕作，极大地提高了工作效率。但是现有的智能拖拉机在农田行驶的时候需要人工输入几个数据，使拖拉机按照定好的点直线路径行驶，多设置几个点则可使拖拉机按照S弯路径行走达以到耕种的效果，由此可见，现有的智能拖拉机在农田耕作时路径选择上还不够智能化。

发明内容

针对上述背景技术存在的问题，本发明提供一种基于无人机的智能拖拉机的智能选路方法及装置，无需人工输入数据设置点，引导拖拉机行驶，能够自动选择最优路径，并使拖拉机按照最优路径行驶，从而实现智能拖拉机完全智能化。

为了实现上述目的，本发明一种基于无人机的智能拖拉机智能选路方法，包括以下步骤：

1)通过无人机对田地进行航拍；

2)对航拍图片进行处理，按照航拍图片与实际比例大小还原出田地的真实大小以及形状，生成GIS地图，并与无人机内部预先存储的障碍物特征图片进行比对，识别出GIS地图中的障碍物，并在GIS地图上标示出障碍物，通过无线网络发送给智能拖拉机的控制芯片；

3)智能拖拉机的控制芯片接收到数据后，对数据进行处理得到最优的路径。

所述最优路径的处理方法包括以下步骤：

a在智能拖拉机的控制芯片里设定好不同的田地形状及其所对应的耕种方式，形状规则的田地选用走S弯的方式耕种，所述形状规则的田地为四四方方的田地；弧度大并且不规则的形状沿田地的最外围走，转够一圈后调整智能拖拉机前转向转弯角度，使智能拖拉机身进入紧贴田地外围的内部，一直贴着外围走环状，够一圈后再次调整智能拖拉机前转向转弯角度紧贴着走过的环状内部继续行驶，以此循环，直至耕完整块田；

b将生成的GIS地图划分为无数个基元，识别出具有障碍物的基元，同时筛选出作业区域内能够形成轨迹的行驶基元，设置作业起点和终点，将起点与终点之间的行驶基元通过排列的方法列出所有行路径，结合步骤(a)的设定以及智能拖拉机车身大小、转弯半径计算得出每条行驶路径所需的时间和消耗的物力，并进行比对，选出一条用时最短、消耗物力最少的行驶路径作为最优路径；

c结合无人驾驶技术及GPS定位系统对智能拖拉机车身所在位置进行实时监控，使智能拖拉机沿着步骤(b)中规划的最优路径行驶，若行驶到形状规则的田地选用走S弯的方式耕种，耕种结束后，按照规划的路径进入下一块田地；若行驶到弧度大并且不规则的形状沿田地的最外围走，转够一圈后调整车前转向转弯角度，使车身进入紧贴田地外围的内部，一直贴着外围走环状，够一圈后再把车身转一定角度紧贴着走过的环状内部继续行驶，以此循环，直至耕完整块田，再按照规划的路径进入下一块田地，直至行驶完规划的路径，耕种结束。

在步骤(b)中加入一个限制条件，该限制条件是间隔在9m-12m的相邻的行驶基元行驶基元才可以连接起来形成行驶路径；