[發(fā)明專利]基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法及裝置

在審

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• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113313784A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昊;付衛(wèi)強;任雅欣
• 申請（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20;G06Q10/04;G06Q50/02;G06N3/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

本發(fā)明提供一種基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法及裝置，該方法包括：接收作業(yè)圖像，所述作業(yè)圖像為，待制作圖案以像素的形式填充在農(nóng)田作業(yè)邊界的圖像內(nèi)，同時將農(nóng)機作業(yè)信息編碼到每個像素信息中得到；根據(jù)所述作業(yè)圖像，沿著規(guī)劃路徑逐像素點作業(yè)，對每一像素點執(zhí)行作業(yè)信息中的操作。該方法既可以實現(xiàn)通過種植和插秧的方式制作農(nóng)田畫，也可以通過后期“修剪”的方式繪制圖案。采用高精度的無人駕駛農(nóng)機，簡化農(nóng)田畫的制作和圖案繪制的工作，提高作業(yè)效率；將圖案信息編碼為農(nóng)機具的操作，無需復雜的機械手臂或執(zhí)行機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟性好，并且保證繪制的圖案精度和繪制效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，生態(tài)旅游和鄉(xiāng)村觀光成了越來越多人親近自然的選擇。在國內(nèi)外，各地因地制宜，通過修剪樹冠、草坪或者水稻和小麥等農(nóng)作物，創(chuàng)作稻田畫和繪制各種圖案。其中，通過種植彩色水稻，制作稻田藝術(shù)畫，最為代表性。

然而，目前主要制作方法還是先在田里通過畫線器畫出九宮格，依設(shè)計圖樣定出坐標，再通過繩子牽線描出圖樣及字體輪廓，沿著繩子移栽不同顏色的秧苗或進行修剪。稻田字，成了農(nóng)場的“標志性”景點。將創(chuàng)意農(nóng)業(yè)和觀光旅游相結(jié)合，為人民提供休閑娛樂、了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時，促進了農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展。

現(xiàn)有技術(shù)在圖案規(guī)劃和秧苗種植和修剪環(huán)節(jié)智能化不足，需要人工在農(nóng)田關(guān)鍵位置進行標記，并執(zhí)行圖案制作的操作。例如，在稻田藝術(shù)畫的制作過程中，在秧苗的顏色和層次上受到人工限制，無法實現(xiàn)較好的視覺效果，秧苗的種植、修剪以及管理技術(shù)需要改進。

現(xiàn)有設(shè)備功能單一，通常沒有智能化設(shè)備和方法可以用于秧苗的種植和修剪和其他管理環(huán)節(jié)。并且，設(shè)備成本高，通用性差。以草坪修剪為例，現(xiàn)有設(shè)備類似于掃地機器人，只能修剪同一高度和形狀的草坪，無法修剪出具有高程差的立體圖案；如果需要進行三維精細修正，需要復雜的機械手臂或執(zhí)行機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復雜，經(jīng)濟性好。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法及裝置。

本發(fā)明提供一種基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法，包括：接收作業(yè)圖像，所述作業(yè)圖像為，待制作圖案以像素的形式填充在農(nóng)田作業(yè)邊界的圖像內(nèi)，同時將農(nóng)機作業(yè)信息編碼到每個像素信息中得到；根據(jù)所述作業(yè)圖像，沿著規(guī)劃路徑逐像素點作業(yè)，對每一像素點執(zhí)行作業(yè)信息中的操作。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法，所述作業(yè)信息包括農(nóng)機的開關(guān)、農(nóng)機的高度、作業(yè)深度、播種、插苗或者施藥量多少。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法，所述接收作業(yè)圖像之前，還包括：根據(jù)GNSS數(shù)據(jù)獲取農(nóng)田邊界信息，結(jié)合障礙物邊界以及農(nóng)機尺寸，構(gòu)建所述農(nóng)田作業(yè)邊界。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法，所述根據(jù)所述作業(yè)圖像，沿著規(guī)劃路徑逐像素點作業(yè)之前，還包括：采用蟻群算法，確定滿足覆蓋所有區(qū)域的作業(yè)路徑，得到所述規(guī)劃路徑。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法，所述采用蟻群算法，確定滿足覆蓋所有區(qū)域的作業(yè)路徑，得到所述規(guī)劃路徑，包括：對農(nóng)田作業(yè)邊界區(qū)域進行凸劃分，得到包含多個凸區(qū)域子集的農(nóng)田作業(yè)邊界；采用蟻群算法，確定遍歷所有凸區(qū)域的一級路徑；針對每個凸區(qū)域內(nèi)部采用全覆蓋路徑規(guī)劃，設(shè)計平行作業(yè)路徑覆蓋每個凸區(qū)域；采用蟻群算法，確定遍歷凸區(qū)域內(nèi)所有平行作業(yè)路徑的二級路徑；結(jié)合所述一級路徑和所述二級路徑，得到所述規(guī)劃路徑。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于無人駕駛農(nóng)機的農(nóng)田畫制作方法，所述沿著規(guī)劃路徑逐像素點作業(yè)過程中，還包括：根據(jù)最近的目標像素位置、偏航角、側(cè)滑角以及車身軸距，計算前輪轉(zhuǎn)角以調(diào)整農(nóng)機的姿態(tài)。