四边形田块下油菜联合收获机全覆盖作业路径规划算法

• 作者: 罗承铭 熊陈文 黄小毛 丁幼春 王绍帅
• 来源期刊: 农业工程学报
• 关键词: 农业机械 收获 算法 油菜 路径规划 调度优化 无人农场
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 农业信息与电气技术|Agricultural Information and Electrical Technologies
• 页码范围: 140-148
• 页数: 9页
• 分类号: S126
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.09.016

摘要

为解决无人农场模式下油菜联合收获作业过程中自主导航作业路径自动规划及优化问题,该研究提出了两套完整的针对任意四边形边界田块的油菜联合收获全覆盖作业路径规划算法.采用"理论分析-算法设计及程序编码-算例测试与仿真评估"的技术路线及方法,首先分析油菜联合收获机的作业特点与机具特性,拟定油菜联合收获无人化作业过程对路径规划工作的基本要求,再通过等距偏置处理和扫描线填充算法生成全覆盖作业路径,并采用OR-Tools软件对方向平行路径进行调度优化.通过4块典型实际田块进行仿真计算和测试,结果表明,算法耗时在0.17～4.73 s之间,混合路径相对于目前生产中广泛使用的环形作业路径,在未经行调度优化时,倒车次数减少36.36％～40.00％;混合路径中,行调度优化后倒车次数相对于未调度优化时减少33.33％～60.87％,非作业路径长度减少7.20％～20.23％.该研究为长江中下游区域稻油轮作无人农场中油菜无人化联合收获提供了作业路径规划方面的理论与技术支撑.