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申请/专利权人：中苏科技股份有限公司;江苏中苏节水科技有限公司

摘要：本发明公开了一种植保机器人自主导航路径规划系统和方法，涉及植保机器人技术领域。为了解决现有的植保机器人在进行果园作业时，往往存在定位不准确、避障能力弱、作业效率低的问题；一种植保机器人自主导航路径规划系统，包括路径规划单元、自主导航单元、自动避障单元和行进制动单元；通过路径规划单元精确规划出机器人的作业路径，视觉辅助装置实现自主导航和智能避障，提高了植保机器人的作业效率和安全性，自主导航单元和自动避障单元使得植保机器人能够按照最优路径进行作业，进一步提高了作业效率，行进制动单元使得机器人在行进过程中更加稳定和安全，实时获取制动结果并进行数据反馈，确保机器人在行进过程中的控制精度。

主权项：1.一种植保机器人自主导航路径规划系统，其特征在于：包括：路径规划单元，用于获取植保机器人的全局位置信息，根据全局位置信息和果树信息计算出植保机器人的最优打药路径，并生成植保机器人的打药作业计划；自主导航单元，用于获取植保机器人的打药作业计划，基于所述打药作业计划确定植保机器人的路径规划数据，基于植保机器人的实时位置信息发出行进指令；自动避障单元，用于在作业过程中，根据视觉辅助装置获取植保机器人所在的果园环境图像，并在果园环境图像中识别障碍物，基于识别结果确定障碍物数据后，获取避障指令；行进制动单元，用于基于所述自主导航单元发出的行进指令进行植保机器人的行进方向和速度调节，并基于自动避障单元发出的避障指令控制植保机器人绕过障碍物并继续作业，实时获取制动结果并进行数据反馈;自动避障单元，包括：障碍物识别模块，用于获取植保机器人所在的果园环境图像，基于果蔬和障碍物的数据类型在获取的环境图像中进行障碍物识别；障碍物分析模块，用于基于识别结果确定障碍物特征，基于所述障碍物特征判断所述植保机器人是否避让；避障决策模块，用于获取障碍物识别模块上传的避让指令，基于所述打药作业计划的植保运行路线和最大行驶速度确定植保机器人避障指令;避障决策模块，还包括：第一障碍物信息获取模块，用于当植保机器人识别到障碍物之后，获取当前植保机器人与障碍物之间的直线距离，作为第一障碍物信息；第二障碍物信息获取模块，用于获取植保机器人的行进方向与所述植保机器人与障碍物的距离最近的避障边缘之间的直线距离对应的方向之间的方向夹角，作为第二障碍物信息；第三障碍物信息获取模块，用于获取当前植保机器人的运行速度和速度变化率，作为第三障碍物信息；避障行进角度获取模块，用于利用所述第一障碍物信息、第二障碍物信息和第三障碍物信息获取避障行进角度；其中，所述避障行进角度通过如下公式获取; ；其中，α表示避障行进角度；α0表示植保机器人的行进方向与所述植保机器人与障碍物的距离最近的避障边缘之间的直线距离对应的方向之间的方向夹角；L表示当前植保机器人与障碍物之间的直线距离；Vd表示当前植保机器人的运行速度；Vmax表示植保机器人可行驶的最大速度；p表示植保机器人的平均速度变化率；第一行进角度调整模块，用于按照所述避障行进角度对所述植保机器人的行进角度进行调整，其中，所述行进角度的调整方向为与所述障碍物相对于植保机器人的位置的反方向;避障决策模块，还包括：障碍物越过判断模块，用于实时判断所述植保机器人是否越过障碍物；行进角度差获取模块，用于当所述植保机器人越过障碍物时，获取当前植保机器人的行进速度以及植保机器人当前行驶方向与植保机器人的规划路径之间的行进角度差；行进角度调整梯度值获取模块，用于根据当前植保机器人的行进速度以及植保机器人当前行驶方向与植保机器人的规划路径之间的行进角度差获取植保机器人的行进角度调整梯度值，其中，所述植保机器人的行进角度调整梯度值通过如下公式获取： ;其中，αt表示植保机器人的行进角度调整梯度值；Vdc表示所述植保机器人越过障碍物后的植保机器人的运行速度；αc表示植保机器人当前行驶方向与植保机器人的规划路径之间的行进角度差；αt0表示预设的行进角度调整梯度初始值；第二行进角度调整模块，用于按照所述植保机器人的行进角度调整梯度值按照每单位时间一个调整梯度对所述植保机器人的行进角度进行调整，使所述植保机器人的行进角度还原至所述规划路径，其中，所述单位时间为1s。

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