基于无人机的航线规划及控制无人机作业的方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于无人机的航线规划及控制无人机作业的方法、装置，其中所述航线规划的方法包括：确定各作业对象信息；根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹；基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线；根据所述过渡航线和各作业对象的喷洒轨迹生成作业航线，该航线既包含作业对象之间的航迹信息，又包含每个作业对象的喷洒信息，丰富了航线的信息，符合每个作业对象的个性化情形，在按照作业航线对作业对象进行作业时，可以提高对作业对象的喷洒精度和喷洒效率，同时扩展了作业的适用场景。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的航线规划及控制无人机作业的方法、装置
本专利技术涉及无人飞行器
，特别是涉及一种基于无人机的航线规划的方法、一种控制无人机作业的方法、一种基于无人机的航线规划的装置一种控制无人机作业的装置、一种飞行器以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
无人机是一种以无线电遥控或自身程序控制为主的不载人飞机。随着无人机技术的发展，无人机的用途越来越广泛，经常被应用于植保、城市管理、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等场景。随着无人机植保技术的发展，使得无人机植保具有对作物损害小、农药利用率高等特点。越来越多的农户或农场主利用无人机进行植保作业，特别是利用无人机进行农药喷洒和化肥喷洒。一般地，现有的植保无人机在平整的农田中的作业效果都较为良好，然而实际作业场景并不那么理想，例如针对种植于地势高低起伏、单株覆盖面积较大或者植株较高大的作物，现有的无人机存在着喷洒效率低和喷洒不到靶标等问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于无人机的航线规划的方法、一种控制无人机作业的方法和相应的一种基于无人机的航线规划的装置、一种控制无人机作业的装置、一种飞行器以及一种计算机可读存储介质。为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种基于无人机的航线规划的方法，所述方法包括：确定各作业对象信息；根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹；基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线；根据所述过渡航线和各作业对象的喷洒轨迹生成作业航线。优选地，所述作业对象信息包括作业对象的位置坐标、作业对象顶端的海拔高度、第一喷洒点高度、第二喷洒点高度、主体高度、主体宽度、密度信息和/或形状信息；其中，所述第一喷洒点高度根据所述海拔高度与指定喷洒高度确定，用于表示作业对象的顶端的高度；所述第二喷洒点高度根据所述海拔高度与所述主体高度确定，用于表示作业对象的底端的高度。优选地，所述基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线的步骤，包括：依次连接各个作业对象的位置坐标，生成过渡航线。优选地，所述基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线的步骤，还包括：比较第N个作业对象的第一喷洒点高度HN与第N+1个作业对象的第一喷洒点高度H(N+1)，并根据比较结果确定相应的辅助航点，其中，N≥1；将所述辅助航点添加到所述过渡航线中，并调整所述过渡航线的航点顺序。优选地，所述根据比较结果确定相应的辅助航点的步骤，包括：若HN>H(N+1)，则将辅助航点的位置坐标确定为第N+1个作业对象的位置坐标，以及，将所述辅助航点的高度信息确定为第N个作业对象的第一喷洒点高度；若HN＜H(N+1)，则将辅助航点的位置坐标确定为第N个作业对象的位置信息，以及，将所述辅助航点的高度信息确定为第N+1个作业对象的第一喷洒点高度。优选地，所述调整所述过渡航线的航点顺序的步骤，包括：若HN>H(N+1)，则将航点顺序调整为第N个作业对象所在的航点、第N+1个作业对象的辅助航点、第N+1个作业对象的所在的航点；若HN＜H(N+1)，则将航点顺序调整为第N个作业对象所在的航点、第N个作业对象的辅助航点、第N+1个作业对象所在的航点。优选地，所述根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹的步骤，包括：将所述作业对象的喷洒轨迹确定为从第一喷洒点高度向第二喷洒点高度方向的喷洒轨迹，和/或，从第二喷洒点高度向第一喷洒点高度方向的喷洒轨迹。优选地，所述基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线的步骤，包括：针对当前作业对象，确定无人机在按照所述喷洒轨迹执行喷洒作业后所在的实时位置；确定下一作业对象的目标位置；连接所述实时位置与所述目标位置，生成过渡航线。优选地，所述确定下一作业对象的目标位置的步骤，包括：从下一作业对象的第一喷洒点高度的位置以及第二喷洒点高度的位置中，选择距离所述实时位置最近的位置，作为目标位置；或者，将下一作业对象的第一喷洒点高度的位置或者第二喷洒点高度的位置作为目标位置。优选地，所述根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹的步骤，包括：若作业对象的主体宽度大于或等于指定喷洒宽度，则确定所述作业对象的喷洒轨迹为平面螺旋喷洒轨迹和/或摇摆喷洒轨迹；若作业对象的主体宽度小于指定喷洒宽度，则根据所述作业对象的密度信息确定喷洒雾滴可达深度，在判定所述喷洒雾滴可达深度小于所述作业对象的主体高度时，确定所述作业对象的喷洒轨迹为立体螺旋喷洒轨迹和/或摇摆喷洒轨迹。优选地，所述立体螺旋喷洒轨迹采用如下公式确定：ι·sinα+(H+T)·cosα＝R(H+T)·sinα＝D其中，ι表示无人机喷头到无人机中心的距离，R表示螺旋半径、D表示螺距、α表示无人机机身和竖直面的夹角，H表示无人机的指定喷洒高度。优选地，在所述根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹的步骤之后，还包括：获取所述作业对象的高光谱图像信息；根据所述高光谱图像信息，确定所述作业对象的喷洒量信息。本专利技术实施例还公开了一种控制无人机作业的方法，所述方法包括：获取作业航线信息，所述作业航线信息包括根据各作业对象之间的位置关系确定的过渡航线以及各作业对象的喷洒轨迹；按照所述作业航线信息进行植保作业，在作业过程中，按照所述过渡航线飞往各个作业对象，在到达所述作业对象时，按照所述喷洒轨迹进行喷洒作业。本专利技术实施例还公开了一种基于无人机的航线规划的装置，所述装置包括：作业对象信息确定模块，用于确定各作业对象信息；喷洒轨迹确定模块，用于根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹；过渡航线确定模块，用于基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线；作业航线生成模块，用于根据所述过渡航线和各作业对象的喷洒轨迹生成作业航线。优选地，所述作业对象信息包括作业对象的位置坐标、作业对象顶端的海拔高度、第一喷洒点高度、第二喷洒点高度、主体高度、主体宽度、密度信息和/或形状信息；其中，所述第一喷洒点高度根据所述海拔高度与指定喷洒高度确定，用于表示作业对象的顶端的高度；所述第二喷洒点高度根据所述海拔高度与所述主体高度确定，用于表示作业对象的底端的高度。优选地，所述过渡航线确定模块还用于：依次连接各个作业对象的位置坐标，生成过渡航线。优选地，所述过渡航线确定模块还用于：比较第N个作业对象的第一喷洒点高度HN与第N+1个作业对象的第一喷洒点高度H(N+1)，并根据比较结果确定相应的辅助航点，其中，N≥1；将所述辅助航点添加到所述过渡航线中，并调整所述过渡航线的航点顺序。优选地，所述过渡航线确定模块还用于：若HN>H(N+1)，则将辅助航点的位置坐标确定为第N+1个作业对象的位置坐标，以及，将所述辅助航点的高度信息确定为第N个作业对象的第一喷洒点高度；若HN＜H(N+1)，则将辅助航点的位置坐标确定为第N个作业对象的位置信息，以及，将所述辅助航点的高度信息确定为第N+1个作业对象的第一喷洒点高度。优选地，所述过渡航线确定模块还用于：若HN>H(N+1)，则将航点顺序调整为第N个作业对象所在的航点、第N+1个作业对象的辅助航点、第N+1个作业对象的所在的航点；若HN＜H(N+1)，则将航点顺序调整为第N个作业对象所在的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的航线规划的方法，其特征在于，所述方法包括：确定各作业对象信息；根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹；基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线；根据所述过渡航线和各作业对象的喷洒轨迹生成作业航线。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的航线规划的方法，其特征在于，所述方法包括：确定各作业对象信息；根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹；基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线；根据所述过渡航线和各作业对象的喷洒轨迹生成作业航线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述作业对象信息包括作业对象的位置坐标、作业对象顶端的海拔高度、第一喷洒点高度、第二喷洒点高度、主体高度、主体宽度、密度信息和/或形状信息；其中，所述第一喷洒点高度根据所述海拔高度与指定喷洒高度确定，用于表示作业对象的顶端的高度；所述第二喷洒点高度根据所述海拔高度与所述主体高度确定，用于表示作业对象的底端的高度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线的步骤，包括：依次连接各个作业对象的位置坐标，生成过渡航线。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线的步骤，还包括：比较第N个作业对象的第一喷洒点高度HN与第N+1个作业对象的第一喷洒点高度H(N+1)，并根据比较结果确定相应的辅助航点，其中，N≥1；将所述辅助航点添加到所述过渡航线中，并调整所述过渡航线的航点顺序。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果确定相应的辅助航点的步骤，包括：若HN>H(N+1)，则将辅助航点的位置坐标确定为第N+1个作业对象的位置坐标，以及，将所述辅助航点的高度信息确定为第N个作业对象的第一喷洒点高度；若HN＜H(N+1)，则将辅助航点的位置坐标确定为第N个作业对象的位置信息，以及，将所述辅助航点的高度信息确定为第N+1个作业对象的第一喷洒点高度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调整所述过渡航线的航点顺序的步骤，包括：若HN>H(N+1)，则将航点顺序调整为第N个作业对象所在的航点、第N+1个作业对象的辅助航点、第N+1个作业对象的所在的航点；若HN＜H(N+1)，则将航点顺序调整为第N个作业对象所在的航点、第N个作业对象的辅助航点、第N+1个作业对象所在的航点。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹的步骤，包括：将所述作业对象的喷洒轨迹确定为从第一喷洒点高度向第二喷洒点高度方向的喷洒轨迹，和/或，从第二喷洒点高度向第一喷洒点高度方向的喷洒轨迹。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于各作业对象之间的位置关系确定过渡航线的步骤，包括：针对当前作业对象，确定无人机在按照所述喷洒轨迹执行喷洒作业后所在的实时位置；确定下一作业对象的目标位置；连接所述实时位置与所述目标位置，生成过渡航线。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定下一作业对象的目标位置的步骤，包括：从下一作业对象的第一喷洒点高度的位置以及第二喷洒点高度的位置中，选择距离所述实时位置最近的位置，作为目标位置；或者，将下一作业对象的第一喷洒点高度的位置或者第二喷洒点高度的位置作为目标位置。10.根据权利要求2-9任一项所述的方法，其特征在于，所述根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹的步骤，包括：若作业对象的主体宽度大于或等于指定喷洒宽度，则确定所述作业对象的喷洒轨迹为平面螺旋喷洒轨迹和/或摇摆喷洒轨迹；若作业对象的主体宽度小于指定喷洒宽度，则根据所述作业对象的密度信息确定喷洒雾滴可达深度，在判定所述喷洒雾滴可达深度小于所述作业对象的主体高度时，确定所述作业对象的喷洒轨迹为立体螺旋喷洒轨迹和/或摇摆喷洒轨迹。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述立体螺旋喷洒轨迹采用如下公式确定：ιsinα+(H+T)·cosα＝R(H+T)·sinα＝D其中，ι表示无人机喷头到无人机中心的距离，R表示螺旋半径、D表示螺距、α表示无人机机身和竖直面的夹角，H表示无人机的指定喷洒高度。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据各作业对象信息确定对应于各作业对象的喷洒轨迹的步骤之后，还包括：获取所述作业对象的高光谱图像信息；根据所述高光谱图像信息，确定所述作业对象的喷洒量信息。13.一种控制无人机作业的方法，其特征在于，所述方法包括：获取作业航线信息，所述作业航线信息包括根据各作业对象之间的位置关系确定的过渡航线以及各作业对象的喷洒轨迹；按照所述作业航线信息进行植保作业，在作业过程中，按照所述过渡航线飞往各个作业对象，在到达所述作业对象时，按照所述喷洒轨迹进行喷洒作业。14.一种基于无人机的航线规划的装置，其特征在于，所述装置包括：作业对象信息确定模块，用于确定各作业对象信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晟华，金晓会，
申请(专利权)人：广州极飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44