农场道路图层构建和农机转移路径规划方法与试验

摘要

【目的】针对农场内农机转移依赖人工驾驶或人工打点及规划耗时费力且不满足无人化应用需求等问题，提出一种无人农场农机转移路径规划方法。【方法】利用ArcGIS构建农场道路图层和路网，进行仿真试验；开发基于图论的Dijkstra双向搜索的转移路径规划算法，利用Python进行单、双向搜索仿真；搭建基于web平台的转移路径规划系统。【结果】在路网的仿真中，农机在0.7 m/s的速度下从机库到田块、田块到田块、田块到机库的行驶距离分别为241.57、74.46和75.66 m，对应时间分别为345.10、106.37和108.09 s。Dijkstra算法的单、双向搜索用时分别为0.632和0.216 s，在运算效率上双向搜索较单向搜索提升了65.82%。基于web平台的转移路径规划系统的农机以0.7 m/s的速度从机库到田块、田块到田块和田块到机库进行了实车道路试验，路径与农机实际路径采样点的算术平均值差值绝对值小于0.1 m，可以满足无人农场农机的转移要求。相对于人工打点，转移路径规划系统的路径规划效率更高。【结论】构建的农场道路图层、路网和转移路径规划系统，满足无人农场农机的道路转移需求。研究结果可为无人农场的农机转移路径提供技术支持。

关键词

无人农场 / 农场道路图层 / 路网 / 转移路径规划系统