用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法与流程

1.本公开涉及一种车辆导航方法和系统。更具体地说，本公开涉及一种用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法。


背景技术：

2.随着农业种植的大规模化，人们对农业机械化以及农业的智能化的需求越来越高。因此人们需要在大规模的农业种植中实现农业机械的智能化，这就使得在大规模的农地中能够实现车辆的自动驾驶称为现实的需求。
3.自动农业车辆在进入果园工作需要有一份包含了区块边界，垄宽，转弯范围的导航地图。现有获得相应地图的技术有从gis系统中获取，也有通过 rtk-gnss对每个垄的起止树标记，进行建图，还有通过激光拉线的行驶指引车辆前进。但是在实际的应用过程中，从gis系统获取的方法往往要求有最新的卫星地图，仔细的成像定位校准，并且往往精度不够高，不能达到厘米级导航要求。通过rtk-gnss对每个垄起止打点的方法有较高的精度，但是对于大规模(万亩)果园来说该方法的工作量非常大，需要很多人力进行建图。激光拉线的方法需要部署相应设备，也要求巨大的人力，无法低成本的大规模应用。这些方法对于普通用户而言，用户友好性比较差，对于非专业性的用户而言，存在极高的技术障碍。
4.因此，随着大规模种植越来越普及的今天，对于普通农户而言，如果有一种技术，不需要专业的技术人员操作，而让农机用户自主的完成导航地图的建立，并且用户使用过程简单直接，不需要反复进行精确的rtk标记，可以极大的降低获得一个导航地图的成本，这种用于自动驾驶农用车辆的农地导航地图的规划系统是用户所急需的。


技术实现要素：

5.为此，为解决上述技术问题，本公开的发明人认识到大规模农地具有局部重复性特点，因此提供了一种用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，包括：农地数据收集组件，通过驾驶车辆从起始垄的起始点围绕农地最外围垄地行驶一圈，以车辆起始点为基准点，获取农地经纬度信息、起始垄宽、车辆行进方向角度、车辆转向锚点位置以及农地尺寸；农地构造划分组件，以起始垄宽作为农地的平均垄宽，并基于所获得的转向锚点位置以及车辆在每个锚点位置的转弯半径，划分出农地的构造，所述构造包括起始垄、终止垄、远地头、近地头、垄数量以及转向锚点位置；基本路径规划组件，在相邻垄地节距小于车辆转弯半径的情况下，针对每种不同基本垄数的基本地块，按照至少跨一个垄地并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线；地块划分组件，将农地从起始垄开始按照顺序以包含至少为5垄的基本垄数为单元划分成多个基本地块，并在农地总垄数不能整除基本垄数的情况下，将最后余数垄数量的地块作为最末地块或余数小于5的最后余数垄数量的地块与最末基本地块合并地块作为最末地块；以及农地导航路径合并组件，选择所述农地的基本垄数的基本地块，将所有基本地块与最末地块的导航路径按照顺序首尾相接从而获得车辆在所述农地中的自动驾驶导航地图，其中所述最末地块垄数
大于5且小于所选择的基本垄数两倍。
6.根据本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述导航路径规划组件在相邻垄地节距大于或等于车辆转弯半径的情况下，按照逐垄连续行进的方式规划自动驾驶车辆在所述农地中的导航地图。
7.根据本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述导航路径规划组件在基本地块的垄数为5时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第0、2、4、1以及3垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第3垄进入下一基本地块的第0垄。
8.根据本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述导航路径规划组件在基本地块的垄数为7时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第0、2、5、3、1、4、以及6垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第6垄进入下一基本地块的第0垄。
9.根据本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述导航路径规划组件在基本地块的垄数为9时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第0、2、5、7、4、1、3、6以及8垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第8垄进入下一基本地块的第0垄。
10.根据本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述基本路径规划组件所规划出的基本地块连续行进路线的基本垄数的种数至少包括：5垄、6垄、7垄、8垄以及9垄。
11.根据本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述基本路径规划组件针对每种不同基本垄数的基本地块按照不比大于车辆转弯半径的最小垄数小的垄数跨度并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线。
12.根据本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述地块划分组件所划分出的基本地块的垄数至少比所述最小垄数的两倍多1垄。
13.根据本公开的另一个方面，提供了一种为自动驾驶车辆规划农地导航路径的方法，包括：通过农地数据收集组件在车辆从起始垄的起始点围绕农地最外围垄地行驶一圈过程中，以车辆起始点为基准点，获取农地经纬度信息、起始垄宽、车辆行进方向角度、车辆转向锚点位置以及农地尺寸；通过农地构造划分组件以起始垄宽作为农地的平均垄宽，并基于所获得的转向锚点位置以及车辆在每个锚点位置的转弯半径，划分出农地的构造，所述构造包括起始垄、终止垄、远地头、近地头、垄数量以及转向锚点位置；通过基本路径规划组件在相邻垄地节距小于车辆转弯半径的情况下，针对每种不同基本垄数的基本地块，按照至少跨一个垄地并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线；通过地块划分组件将农地从起始垄开始按照顺序以包含至少为5垄的基本垄数为单元划分成多个基本地块，并在农地总垄数不能整除基本垄数的情况下，将最后余数垄数量的地块作为最末地块或余数小于5的最后余数垄数量的地块与最末基本地块合并地块作为最末地块；以及通过农地导航路径合并组件选择所述农地的基本垄数的基本地块，将所有基本地块与最末地块的导航路径按照顺序首尾相接从而获得车辆在所述农地中的自动驾驶导航地图，其中所述最末地块垄数大于5 且小于所选择的基本垄数两倍。
14.根据本公开的为自动驾驶车辆规划农地导航路径的方法，还包括：所述导航路径
规划组件在相邻垄地节距大于或等于车辆转弯半径的情况下，按照逐垄连续行进的方式规划自动驾驶车辆在所述农地中的导航地图。
15.通过采用本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法，通过将车辆绕工作场地驾驶一圈的过程收集相应的定位数据和传感器数据从而就能够自动生成全局的导航地图。本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法不再需要专业的技术人员操作，而让农机用户自主的完成导航地图的建立，并且用户使用过程简单直接，不需要反复进行精确的rtk标记，可以极大的降低获得一个导航地图的成本。本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法还同时提供了一套导航路径规划的方案，在车辆最小转弯半径受限，无法直接转入相邻的垄(至少跨一垄) 的情况下规划出能够覆盖全果园地的全局路径。通过本技术获得果园地图和导航路径之后以后农机在同一片工作区域便可以自动驾驶，让自动农机的使用和部署变得高效。
16.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
17.图1所示的是根据本公开应用场景示意图。
18.图2所示的是根据本公开的农地车辆多源信号导航系统100的原理示意图。
19.图3所示的是根据本公开的根据本公开的农地车辆多源信号导航系统 100的点云信源生成组件120的原理示意图。
20.图4所示的是根据本公开的根据本公开的农地车辆多源信号导航系统 100的构建用于农地垄内车辆定位的空间结构框架的方法的流程示意图。
具体实施方式
21.下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
22.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
23.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
24.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
25.为了使本领域技术人员更好地理解本公开，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。
26.图1所示的是根据本公开应用场景示意图。如图1所示，农用车辆可以在分垄的农
地的垄内行驶。由于不同农地具有不同的面积和形状，导致用户会为此投入大量的精力和费用进行重复构建农地地图，因此，采用常规的gis 系统中获取地图或者通过rtk-gnss对每个垄的起止树标记，进行建图以及通过激光拉线的行驶指引车辆前进，对于普通农户而言显得不经济和现实。
27.为此本公开提供了一种如图2所示的是农地场景。图2所示的是根据本公开的应用实例的示意图。如图2所示，首先通过驾驶员按照正常驾驶的状态将车辆100开入地块中的第一条垄，开完整条垄转弯到地头，沿着地头开到最后一条垄转入，沿着最后一垄开完后转向进入另一边地头，沿着地头开到出发的第一垄转入，停止在起始位置附近即完成建图的用户操作部分。随后如图2所示，采用本公开的系统，获得到用户驾驶过程中的gnss经纬度位置信息。原始经纬度信息经过距离降采样(1m)后，得到在形式路径上均匀分布的离散稀疏经纬度点。距离降采样后的点通过位置差分计算出车辆的前进方向角度。距离降采样保证了在通过位置差分的前进方向计算结果稳定且少误差。随后，通过遍历车辆的前进方向数据，根据前进方向角度的变化，得到如图2所示的4个转向锚点，并通过转向锚点将行驶轨迹分为四段，即起始垄、远地头、终止垄、近地头。并且以起始垄方向为地图坐标系x轴方向，起始点为坐标系原点，建立地图坐标系。车辆的转弯半径一般是已知的，例如为r，在近地/远地头轨迹内测r范围内的范围，并将该范围确定为地头范围。这样就为车辆在地头流出足够的转弯范围。以在起始垄测量或识别的垄宽为平均垄宽w,从起始垄+w/2到终止垄-w/2的范围内按照每垄宽为w 建立垄的位置信息，即按照平均垄宽，将农地从起始垄到终止垄，划分成多个垄地。由此，结合地图原点，地图方向，各垄起止点便可得到一份导航地图。需要指出的的是，农地不必为矩形，具体形状为根据实际行驶轨迹产生的形状，因此每垄也不一定为直线，通常垄与垄之间为平行状态。
28.图3所示的是根据本公开用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统 300的原理示意图。具体而言，如图3所示，一种用于自动驾驶车辆100的农地导航路径规划系统，包括：农地数据收集组件310、农地构造划分组件 320、基本路径规划组件330、地块划分组件340以及农地导航路径合并组件 350。首先，农地数据收集组件310通过驾驶车辆从起始垄的起始点围绕农地最外围垄地行驶一圈，以车辆起始点为基准点，获取农地经纬度信息、起始垄宽、车辆行进方向角度、车辆转向锚点位置以及农地尺寸。具体而言，获得到用户驾驶过程中的gnss经纬度位置信息。原始经纬度信息经过距离降采样(1m)后，得到在形式路径上均匀分布的离散稀疏经纬度点。距离降采样后的点通过位置差分计算出车辆的前进方向角度。距离降采样保证了在通过位置差分的前进方向计算结果稳定且少误差。随后，农地构造划分组件320 以起始垄宽作为农地的平均垄宽，并基于所获得的转向锚点位置以及车辆在每个锚点位置的转弯半径，划分出农地的构造，所述构造包括起始垄、终止垄、远地头、近地头、垄数量以及转向锚点位置。具体而言，农地构造划分组件320通过遍历车辆的前进方向数据，根据前进方向角度的变化，得到如图2所示的4个转向锚点，并通过转向锚点将行驶轨迹分为四段，即起始垄、远地头、终止垄、近地头。并且以起始垄方向为地图坐标系x轴方向，起始点为坐标系原点，建立地图坐标系。车辆的转弯半径一般是已知的，例如为 r，在近地/远地头轨迹内测r范围内的范围，并将该范围确定为地头范围。这样就为车辆在地头流出足够的转弯范围。通过这种仅仅使得车辆围绕农地外圈行驶一圈，就构建了可以使用的农地地图。并为随后的农地导航路径规划做好的准备。
29.随后，基本路径规划组件330在相邻垄地节距小于车辆转弯半径的情况下，针对每种不同基本垄数的基本地块，按照至少跨一个垄地并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线。举例而言，在农地中，通常垄间距w在3.5-5米之间，农地拖拉机的转弯半径r在 3.5米左右。因为转弯半径、垄间距、和地头宽度的限制，农地拖拉机往往无法直接转入相邻垄(r》w/2)。因此需要跨垄作业，本公开提出了一种简易的跨垄路径规划方法，可以在至少跨过一垄的限制下同时实现工作可覆盖全部垄。由于在跨垄行进的情况下，少于5垄的基本地块将无法实现不重复地跨垄行进，因此每个基本地块的垄数至少在5垄及5垄以上。可选择地，如果垄间距或垄节距大于车辆转弯半径并且低头范围大于车辆转弯半径，则无需进行跨垄行进，直接逐垄行进即可。
30.不同基本垄数的基本地块的规划的行进路径会有所不同。以至少跨一垄为例。如果基本地块的垄数为5垄，则车辆在该一个基本地块中的行进的垄地顺序则为“0、2、4、1以及3”，即先通过第0垄，随后跨过第1垄，进入第2垄，为了不是随后的垄地之间出现重复行进的情况，则直接从第2垄进入第4垄，并返回后到第1垄，最后进入第3垄。这样，既满足了必须跨垄防止车辆无法转弯掉头的情况，也防止对某一垄地重复行进的情况。如果基本地块的垄数为6垄，则车辆在该一个基本地块中的行进的垄地顺序则为“0、 2、4、1、3、5”。如果基本地块的垄数为7垄，则车辆在该一个基本地块中的行进的垄地顺序则为“0、2、5、3、1、4、6”。如果基本地块的垄数为8垄，则车辆在该一个基本地块中的行进的垄地顺序则为“0、2、5、7、4、1、3、6”。如果基本地块的垄数为9垄，则车辆在该一个基本地块中的行进的垄地顺序则为“0、2、5、7、4、1、3、6、8”。
31.可选择地，因此，所述基本路径规划组件330针对每种不同基本垄数的基本地块按照不比大于车辆转弯半径的最小垄数小的垄数跨度并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线。如果车辆的转弯半径需要每次跨两垄地块，这里的最小垄数则为3，因此基本地块则至少要包含7个垄地。这样，在7个垄地的基本地块中，其规划路径的垄地顺序则为“0、3、6、2、5、1、7”、“0、3、6、1、4、2、5”、“0、4、1、5、 2、6、3”或其他合适的路径顺序，只要相邻的垄地顺序之间跨过至少两个垄地并且没有垄地被重复行进即可。同样，如果车辆的转弯半径需要每次跨三垄地块，这里的最小垄数则为4，因此基本地块则至少要包含9个垄地。如果车辆的转弯半径需要每次跨4垄地块，则基本地块则至少要包含9个垄地。
32.针对所述农地，地块划分组件340将农地从起始垄开始按照顺序以包含至少为5垄的基本垄数为单元划分成多个基本地块，并在农地总垄数不能整除基本垄数的情况下，将最后余数垄数量的地块作为最末地块或余数小于5 的最后余数垄数量的地块与最末基本地块合并地块作为最末地块。通常，为简单起见，在满足车辆转弯的情况下，按照最少的基本垄数来划分出基本地块。例如如果跨过一垄即可实现车辆转弯，则基本地块的垄数则采用5垄的基本地块。可选择地，也可以根据用户自己需要选择比5垄更多的垄数，例如6-9垄等。需要指出的是，如果基本地块的垄数为5，则余数垄数量必然小于5，因此难以实现跨垄转弯而又不重复行进垄地。为此本公开将最后一个基本地块与余数垄地合并为最末地块进行最末地块的路径规划。可选择地，如果基本地块大于5，则在余数也大于或等于5的情况下，则无需将余数垄地与最后一个基本地块进行合并成为最末地块，而是在直接将余数垄地作为最末地块。
33.由于基本路径规划组件330已经针对至少5垄的基本地块进行了路径规划，因此，最末地块的路径规划也已经被包含在基本路径规划组件330所规划的所有种类的基本地块的路径规划中，仅仅需要进行选择即可。例如基本路径规划组件330已经规划了包含5-9条垄地的基本地块的路径规划，则在所选择基本地块的垄地数量为9的情况下，如果最末地块为的垄数为7，则直接选择垄地数量为7的基本地块的路径规划作为该最末地块的路径规划即可。
34.可选择地，如果车辆的转弯半径需要覆盖跨两个垄地，也就是，当车辆从第0垄地末尾进行转弯时，至少要直接转到第3垄地，才能实现常规转弯，则地块划分组件340设置的基本地块的至少要包括7个垄地。也就是说，地块划分组件所划分出的基本地块的垄数至少比所述最小垄数的两倍多1垄。
35.最后，农地导航路径合并组件350选择所述农地的基本垄数的基本地块，将所有基本地块与最末地块的导航路径按照顺序首尾相接从而获得车辆在所述农地中的自动驾驶导航地图，其中所述最末地块垄数大于5且小于所选择的基本垄数两倍。
36.举例而言，如果垄地数量为5的第一个基本地块的路径顺序为“0、2、4、 1以及3”，则在行进完第一个基本地块的编号为“3”的垄地后，则直接进入第二个基本地块的编号为“0”的垄地，如此重复进行。也避免了相邻的两个基本地块之间出现无法转弯的情形。可选择地，如果存在相邻两个基本地块进行首尾相接出现车辆无法转弯的情形，则由于基本地块的路径顺序可以存在不同选择，因此可以在第一基本地块进行完成之后，选择与第一基本地块的顺序不同的进行顺序，消除车辆在相邻基本地块无法转弯情形。
37.图4所示的是根据本公开的为自动驾驶车辆规划农地导航路径的方法的流程示意图。如图4所示，首先在步骤s410处，通过农地数据收集组件310 在车辆从起始垄的起始点围绕农地最外围垄地行驶一圈过程中，以车辆起始点为基准点，获取农地经纬度信息、起始垄宽、车辆行进方向角度、车辆转向锚点位置以及农地尺寸。接着在步骤s420处，通过农地构造划分组件320 以起始垄宽作为农地的平均垄宽，并基于所获得的转向锚点位置以及车辆在每个锚点位置的转弯半径，划分出农地的构造，所述构造包括起始垄、终止垄、远地头、近地头、垄数量以及转向锚点位置。接着，在步骤s430处，通过基本路径规划组件330在相邻垄地节距小于车辆转弯半径的情况下，针对每种不同基本垄数的基本地块，按照至少跨一个垄地并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线。随后，在步骤s440 处，通过地块划分组件340将农地从起始垄开始按照顺序以包含至少为5垄的基本垄数为单元划分成多个基本地块，并在农地总垄数不能整除基本垄数的情况下，将最后余数垄数量的地块作为最末地块或余数小于5的最后余数垄数量的地块与最末基本地块合并地块作为最末地块。最后，在步骤s450处，通过农地导航路径合并组件350选择所述农地的基本垄数的基本地块，将所有基本地块与最末地块的导航路径按照顺序首尾相接从而获得车辆在所述农地中的自动驾驶导航地图，其中所述最末地块垄数大于5且小于所选择的基本垄数两倍。
38.可选择地，所述导航路径规划组件在相邻垄地节距大于或等于车辆转弯半径的情况下，按照逐垄连续行进的方式规划自动驾驶车辆在所述农地中的导航地图。
39.通过采用本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法，通过将车辆绕工作场地驾驶一圈的过程收集相应的定位数据和传感器数据从而就能够自动生成
全局的导航地图。本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法不再需要专业的技术人员操作，而让农机用户自主的完成导航地图的建立，并且用户使用过程简单直接，不需要反复进行精确的rtk标记，可以极大的降低获得一个导航地图的成本。本公开的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法还同时提供了一套导航路径规划的方案，在车辆最小转弯半径受限，无法直接转入相邻的垄(至少跨一垄) 的情况下规划出能够覆盖全果园地的全局路径。通过本技术获得果园地图和导航路径之后以后农机在同一片工作区域便可以自动驾驶，让自动农机的使用和部署变得高效。更重要的是，通过将导航地图与车辆的转弯性能结合起来，对于不同的车辆，具有不同的导航地图，这消除了农户选择不同的车辆带来的不同导航地图的烦恼，尤其是不同的农地车辆具有不同的任务，其转弯性能各不相同，因此通过采用本公开的技术手段可以对不同车辆实现个性化的导航地图构造。
40.以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的普通技术人员而言，能够理解本公开的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本公开的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
41.因此，本公开的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本公开的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本公开，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本公开。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。
42.还需要指出的是，在本公开的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
43.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，包括：农地数据收集组件，通过驾驶车辆从起始垄的起始点围绕农地最外围垄地行驶一圈，以车辆起始点为基准点，获取农地经纬度信息、起始垄宽、车辆行进方向角度、车辆转向锚点位置以及农地尺寸；农地构造划分组件，以起始垄宽作为农地的平均垄宽，并基于所获得的转向锚点位置以及车辆在每个锚点位置的转弯半径，划分出农地的构造，所述构造包括起始垄、终止垄、远地头、近地头、垄数量以及转向锚点位置；基本路径规划组件，在相邻垄地节距小于车辆转弯半径的情况下，针对每种不同基本垄数的基本地块，按照至少跨一个垄地并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线；地块划分组件，将农地从起始垄开始按照顺序以包含至少为5垄的基本垄数为单元划分成多个基本地块，并在农地总垄数不能整除基本垄数的情况下，将最后余数垄数量的地块作为最末地块或余数小于5的最后余数垄数量的地块与最末基本地块合并地块作为最末地块；以及农地导航路径合并组件，选择所述农地的基本垄数的基本地块，将所有基本地块与最末地块的导航路径按照顺序首尾相接从而获得车辆在所述农地中的自动驾驶导航地图，其中所述最末地块垄数大于5且小于所选择的基本垄数两倍。2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述导航路径规划组件在相邻垄地节距大于或等于车辆转弯半径的情况下，按照逐垄连续行进的方式规划自动驾驶车辆在所述农地中的导航地图。3.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述导航路径规划组件在基本地块的垄数为5时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第0、2、4、1以及3垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第3垄进入下一基本地块的第0垄。4.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述导航路径规划组件在基本地块的垄数为7时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第0、2、5、3、1、4、以及6垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第6垄进入下一基本地块的第0垄。5.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述导航路径规划组件在基本地块的垄数为9时，其在所述基本地块中的规划的进行路线顺序第0、2、5、7、4、1、3、6以及8垄，并在进入下一基本地块时，直接从当前基本地块的第8垄进入下一基本地块的第0垄。6.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述基本路径规划组件所规划出的基本地块连续行进路线的基本垄数的种数至少包括：5垄、6垄、7垄、8垄以及9垄。7.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述基本路径规划组件针对每种不同基本垄数的基本地块按照不比大于车辆转弯半径的最小垄数小的垄数跨度并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线。
8.根据权利要求7所述的用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统，其中所述地块划分组件所划分出的基本地块的垄数至少比所述最小垄数的两倍多1垄。9.一种为自动驾驶车辆规划农地导航路径的方法，包括：通过农地数据收集组件在车辆从起始垄的起始点围绕农地最外围垄地行驶一圈过程中，以车辆起始点为基准点，获取农地经纬度信息、起始垄宽、车辆行进方向角度、车辆转向锚点位置以及农地尺寸；通过农地构造划分组件以起始垄宽作为农地的平均垄宽，并基于所获得的转向锚点位置以及车辆在每个锚点位置的转弯半径，划分出农地的构造，所述构造包括起始垄、终止垄、远地头、近地头、垄数量以及转向锚点位置；通过基本路径规划组件在相邻垄地节距小于车辆转弯半径的情况下，针对每种不同基本垄数的基本地块，按照至少跨一个垄地并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线；通过地块划分组件将农地从起始垄开始按照顺序以包含至少为5垄的基本垄数为单元划分成多个基本地块，并在农地总垄数不能整除基本垄数的情况下，将最后余数垄数量的地块作为最末地块或余数小于5的最后余数垄数量的地块与最末基本地块合并地块作为最末地块；以及通过农地导航路径合并组件选择所述农地的基本垄数的基本地块，将所有基本地块与最末地块的导航路径按照顺序首尾相接从而获得车辆在所述农地中的自动驾驶导航地图，其中所述最末地块垄数大于5且小于所选择的基本垄数两倍。10.根据权利要求9所述的为自动驾驶车辆规划农地导航路径的方法，还包括：所述导航路径规划组件在相邻垄地节距大于或等于车辆转弯半径的情况下，按照逐垄连续行进的方式规划自动驾驶车辆在所述农地中的导航地图。

技术总结
本发明公开了一种用于自动驾驶车辆的农地导航路径规划系统及其方法。所述系统包括：农地数据收集组件、农地构造划分组件、基本路径规划组件、地块划分组件、农地导航路径合并组件。农地数据收集组件，通过驾驶车辆围绕农地最外围垄地行驶一圈收集农地信息。农地构造划分组件基于农地的平均垄宽、转向锚点位置以及车辆转弯半径，划分出农地起始垄、终止垄、远地头、近地头、垄数量以及转向锚点位置。基本路径规划组件按照至少跨一个垄地并排除不在同一垄地重复行进的方式规划出车辆在不同基本地块的连续行进路线。地块划分组件将农地从起始垄开始按照顺序以包含至少为5垄的基本垄数为单元划分成多个基本地块以及一个最末地块。农地导航路径合并组件将所有基本地块与最末地块的导航路径按照顺序首尾相接从而获得车辆在所述农地中的自动驾驶导航地图。辆在所述农地中的自动驾驶导航地图。辆在所述农地中的自动驾驶导航地图。


技术研发人员：费铮豪 车德梦
受保护的技术使用者：深圳千木知微科技有限公司
技术研发日：2022.02.07
技术公布日：2023/8/16