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农业机械导航路径规划研究进展农业机械学报俊何永强周引言世纪年代中期以来，传感器与测控技术、通信技术和智能控制技术等先进科学技术的应用，特别是技术在农业领域的推广应用。共同推动了现代农业生产过程向智能化、信息化、规模化和精细化的方向快速发展‘Ｅ访馈⑷毡镜确⒋锕家的现代农业起步较早。现已逐步形成了较为科学、系统的现代农业技术体系。我国农业生产智能化技术起步相对稍晚，但随着全社会生产力的不断提高、劳动力持续向非农业生产门类转移．现阶段也逐渐出现将先进的科学技术成果结合农业应用场景转化为现代农业生产智能化技术，并衍生出一系列适用于我国农业发展的新模式。：月第卷第暇┡┮荡笱Чぱг海暇摘要：导航路径规划是农业机械自动导航的关键技术，近年来被广泛应用于耕种管收自动导航生产作业过程中。本文分别从全局路径规划和局部路径规划两个角度阐述分析了农业机械导航路径规划研究现状和进展。全局路径规划着重阐述了全覆盖路径规划和全局点到点路径规划，并归纳总结了在精准作业、农业运输和农机跨地块调度等方面的研究成果和具体应用。局部路径规划重点阐述了避障路径规划和局部跟踪路径规划，由于农业作业环境的复杂性和时空变异性，局部路径规划研究的重点是算法的实时性、高效性、鲁棒性和安全性。最后指出导航路径规划技术未来的研究重点为：数据资源标准化及规划路径共享；提高环境信息感知和解析能力；增强实时动态规划性能；路径规划与农机特性相结合。关键词：农业机械；导航；路径规划；综述中图分类号：；文献标识码：文章编号：—琋，痡．．—．．．，，琾琺琭，．，．琱，瓼，；籲籶收稿日期：——修回日期：——基金项目：江苏省现代农机装备与技术示范推广项目作者简介：周俊，男，教授，博士生导师，主要从事农业装备智能化技术和农业机器人研究，猰簔甧．：瓵猼猵．瑃—；篴；
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圆番全局路径规划研究进展农业机械自动导航技术是智能农业装备基础技术之一，主要包括农田环境和农机位姿信息获取、导航路径规划和导航控制等。其中，导航路径规划是实现农机导航跟踪控制的基础，通常以作业成本缱茏饕稻嗬搿⒆饕凳蔽省⒛芎牡最低为目标，在预作业区域内为自动导航提供一条较优的无障碍作业路径．合理的导航路径规划可以减少总作业路径⒔档投嘤喔哺锹省。、提升农机的作业效率“Ｅ┮祷档己铰肪豆婊侵腔叟┮凳凳┕程中一项重要的基础支撑技术，在复杂多变的农业环境条件下，不仅可为农机提供精准的导向信息．还有助于提高农机作业质量。而且，结合农艺要求和农业机械性能生成的导航路径可显著提升农业生产方式标准化和规范化，促进智慧农业的高效生产。本文从全局路径规划和局部路径规划两个角度对国内外导航路径规划技术阐述分析，综述农业机械导航路径规划研究进展，并指出导航路径规划技术未来的研究重点，以期为农业机械智能化发展提供参考。全局路径规划是在作业区域环境信息已知的前提下，基于先验完全信息的路径规划方法，环境信息包括作业区域和障碍物的位置、形状和大小。根据作业场景的不同，全局路径规划可分为全局覆盖路径规划和全局点到点路径规划两种类型，均是以提高作业质量、降低作业成本为规划目标，寻求较优的作业路径。．嬖虮呓绲乜槿ǜ哺锹肪豆婊规则边界地块全覆盖路径规划通常有两种方法：①基于基准线平移的方法．利用平行于地块边线话闶墙铣さ囊槐的基准线按作业幅宽等问距平移生成多条直线作业路径直至覆盖整个地块，再根据实际作业情况选择合适的地头转弯策略，此方法只需预先测量生成基准线的两点坐标，计算过程简单，但地头转弯处需利用传感器进行地头检测或人ㄖM洹＂诓捎镁植孔晗捣ǎは炔饬康块的龆サ阕辏凑赵ざㄗ饕捣绞胶偷赝纷M方式计算所有导航路径特征点，再根据作业顺序生成遍历整个地块的完整作业路径，此方法计算过程相对复杂，但生成的导航路径比较完整，作业过程中无需人工干预，常用的全覆盖路径规划策略如图美国伊利诺伊大学葇“将地块栅格化后，利用遗传算法规划覆盖面积最大、总作业长度最短的导航路径。日本的等Ｍü车载狦测量矩形田块龆サ阕辏梭行法进行无人驾驶插秧机作业路径规划。萠酆峡悸亲饕登蚣负涡巫础⒆饕捣宽和最小转弯半径等因素，通过算法自动规划较优的全覆盖路径，非作业距离可减少％。—萚捞岢隽艘恢只旌涎≡袼阕佑糜谔岣咂发式算法的收敛速度，并融合模拟退火算法进行多作业车辆全覆盖路径规划，作业时如有车辆发生故障，可实时调整全局作业路线，由其余车辆完成剩余任务。国内，罗锡文等利用狣杉乜四顶点坐标，根据作业行最大距离和地块形状规划平行作业线，并采用跨行地头转向的方式换行作业＠栌兰萚。峭ü饬烤匦翁锟槎サ阕标规划平行作业线，并根据拖拉机转向半径大小选择跨行转向的掉头方式，利用作业线节点坐标生成作业路径。孙月平等一采集河蟹养殖池塘作业区全局覆盖路径规划所示。。农业机械学报全覆盖路径规划策略图嬖虮呓绲乜槿ǜ哺锹肪豆婊甿图巫