可移动设备作业控制方法及装置、路径规划方法及装置制造方法及图纸

技术编号:20628682 阅读:25 留言:0更新日期:2019-03-20 18:14
本公开提供作业路径规划方法、作业路径规划装置、可移动设备作业控制方法、可移动设备控制装置以及计算机可读存储介质。在作业路径规划方法中,作业路径由多段子路径通过两组过渡路径首尾相连而成,该方法包括:首段路径生成,获取第一坐标点和第二坐标点,以第一坐标点和第二坐标点分别作为两个端点来生成首段路径;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从首段路径的两个端点中的一个端点向第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,从首段路径起,朝向第一换行方向以预设间距辐射生成作业路径。

Operational Control Method and Device of Mobile Equipment, Path Planning Method and Device

The present disclosure provides a method for job path planning, a device for job path planning, a method for job control of movable equipment, a control device for movable equipment and a computer readable storage medium. In the method of job path planning, the job path is composed of multiple sub-paths connected by two groups of transitional paths. The method includes: first path generation, first coordinate point generation and second coordinate point generation, first coordinate point generation and second coordinate point generation as two endpoints, respectively; first line direction determination, third coordinate point generation, two from the first path generation. The direction of one endpoint extending to the third coordinate point is determined as the first Line-Changing direction, and the operation path is generated by radiating the operation path from the first Line-Changing direction to the first Line-Changing direction with preset spacing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可移动设备作业控制方法及装置、路径规划方法及装置
本公开涉及作业路径规划方法、作业路径规划装置、可移动设备作业控制方法、可移动设备控制装置以及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着计算机、通信、智能终端等技术的不断发展,将智能机器人、智能机械、无人飞机等智能可移动设备应用于工业、农业、军工等各个行业的技术也得到快速发展。现如今,将智能机械、无人机等应用于农业耕地的植保作业、农耕作业等也得到大量普及。例如,如图1(a)所示,针对正方形或矩形的农田L,通过采集上述农田L的一条边的两个端点A、B的坐标,从而生成由平行且隔开规定的等间距的多段子路径和将该多段子路径串联而分别沿所述多段子路径各自的两端形成的断续的两组过渡路径构成的弓字形作业路径R。其中,上述多段子路径的长度相同,上述两组过渡路径与上述多段子路径垂直且长度均为上述规定的等间距。然后,针对智能机械或无人机等可移动设备,通过它们内部的处理器或通过远程的遥控装置,使上述智能机械或无人机等可移动设备按照上述弓字形作业路径R进行移动来实现例如喷洒农药、播种、收割等农耕作业。这样,大大提高了作业效率,减轻了作业者的劳动强度,降低了人力成本。
技术实现思路
然而,针对非正方形或矩形的例如平行四边形或梯形等非直角四边形的农田而言,若利用现有的上述方法进行作业路径规划,就会如图1(b)所示,出现若按照上述弓字形作业路径R使智能机械或无人机等可移动设备进行移动,则无法完整地完成该非直角四边形的农田的作业、并有产生对该农田之外的不必要作业这样的浪费的情形。本公开就是为了解决上述这样的技术问题而做出的。本公开的一个方面提供了一种作业路径规划方法,所述作业路径由多段子路径通过两组过渡路径首尾相连而成,所述方法包括:首段路径生成,获取第一坐标点和第二坐标点,以所述第一坐标点和第二坐标点分别作为两个端点来生成所述首段路径;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向以预设间距辐射生成所述作业路径。本公开的另一方面提供一种作业路径规划装置,所述作业路径由多段子路径通过两组过渡路径首尾相连而成,所述作业路径规划装置包括处理器和存储器,在存储器中存储有计算机可执行指令,在所述指令被所述处理器执行时,使所述处理器执行:首段路径生成,获取第一坐标点和第二坐标点,以所述第一坐标点和第二坐标点分别作为两个端点来生成所述首段路径;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向以预设间距辐射生成所述作业路径。本公开的另一方面提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述指令在被处理器执行时,使所述处理器执行上述任一项所述的作业路径规划方法。本公开的另一方面提供一种可移动设备作业控制方法,所述方法包括:首段路径生成,获取第一坐标点和第二坐标点,生成从所述第一坐标点到第二坐标点的首段路径,控制所述可移动设备沿所述首段路径作业;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,控制所述可移动设备在运动到第二坐标点后,沿所述第一换行方向移动预设间距并沿平行于所述首段路径的方向运动,生成从所述首段路径起朝向所述第一换行方向以预设间距辐射的所述作业路径。本公开的另一方面提供可移动设备控制装置,包括:通信元件,用于与可移动设备通信;输入元件,用于输入设定参数;处理器,用于控制所述可移动设备按照作业路径进行移动,具体用于:首段路径生成,获取通过所述输入单元设定的或默认的第一坐标点和第二坐标点,生成从所述第一坐标点到第二坐标点的首段路径,控制所述可移动设备沿所述首段路径作业;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,控制所述可移动设备在运动到第二坐标点后,沿所述第一换行方向移动预设间距并沿平行于所述首段路径的方向运动,生成从所述首段路径起朝向所述第一换行方向以预设间距辐射的所述作业路径。根据本公开的作业路径规划方法、作业路径规划装置、可移动设备作业控制方法、可移动设备控制装置以及计算机可读存储介质,能对不规则形状农田简单、没有遗漏且没有浪费地进行作业。附图说明为了更完整地理解本公开及其优势,现在将参考结合附图的以下描述,其中:图1示意性示出了现有技术的作业路径规划方法的示意图,其中,图1(a)示意性示出了现有技术的作业路径规划方法针对正方形或矩形的农田的示意图,图1(b)示意性示出了现有技术的作业路径规划方法针对非直角四边形的农田的示意图。图2示意性示出了本公开实施例的作业路径规划方法的简要流程图。图3示意性示出了本公开实施例的作业路径规划方法的针对平行四边形的农田的示意图。图4示意性示出了本公开实施例的作业路径规划方法的过渡路径的长度的计算的示意图。图5示意性示出了本公开另一实施例的作业路径规划方法的针对梯形四边形的农田的示意图。图6示意性示出了本公开另一实施例的作业路径规划方法的过渡路径及各行线段的长度的计算的示意图。图7示意性示出了本公开另一实施例的作业路径规划方法的针对多个四边形组合的农田的示意图。图8示意性示出了本公开另一实施例的作业路径规划方法的针对多个四边形组合的农田的示意图。图9示意性示出了本公开另一实施例的作业路径规划方法的针对多个四边形组合的农田的示意图。图10示意性示出了本公开另一实施例的可移动设备控制装置的结构简图。图11示意性示出了本公开另一实施例的可移动设备控制系统的结构简图。具体实施方式以下,将参照附图来描述本公开的实施例。图2示意性示出了本公开实施例的作业路径规划方法的简要流程图。本公开的基本思路在于,执行:首段路径生成(S1);第一换行方向确定(S2);和作业路径生成(S3)。参考图3~4来说明本公开的实施例。图3示意性示出了本公开实施例的作业路径规划方法的针对平行四边形的农田的示意图。图4示意性示出了本公开实施例的作业路径规划方法的过渡路径的长度的计算的示意图。关于首段路径生成(S1),参考图3来进行说明。例如,针对图3所示的例如平行四边形这样的非直角四边形的农田,采集上述农田L的一条边的两个端点A、B的坐标,并将端点A、B的坐标连起来而做出线段AB,由此生成智能机械、无人飞机等智能可移动设备的第一段作业路径即首段路径Rf,控制可移动设备沿着首段路径Rf移动,进行作业。如此,首段路径成为沿着农田的边缘线即平行四边形的一边的路径。关于第一换行方向确定(S2),参考图3来进行说明。取得第三点C的坐标,选取与第三点C的距离较近的一个端点,将从该端点向C点的方向确定为可移动设备的第一换行方向。在图3中,端点B与第三点C的距离小于端点A与第三点C的距离,因此将从端点B向第三点C延伸的方向确定为可移动设备的换行方向。关于作业路径生成(S3),首先参考图3来进行说明。在S3中,根据首段路径和换行方向,从首段路径起,朝向换行方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作业路径规划方法,所述作业路径由多段子路径通过两组过渡路径首尾相连而成,所述方法包括:首段路径生成,获取第一坐标点和第二坐标点,以所述第一坐标点和第二坐标点分别作为两个端点来生成所述首段路径;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向以预设间距辐射生成所述作业路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种作业路径规划方法,所述作业路径由多段子路径通过两组过渡路径首尾相连而成,所述方法包括:首段路径生成,获取第一坐标点和第二坐标点,以所述第一坐标点和第二坐标点分别作为两个端点来生成所述首段路径;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向以预设间距辐射生成所述作业路径。2.根据权利要求1所述的作业路径规划方法,其中,所述多段子路径各自的长度均与所述首段路径的长度相同。3.根据权利要求1所述的作业路径规划方法,其中,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向,具体包括:选取所述第一坐标点和第二坐标点中距离所述第三坐标点较近的一个,并将从该距离较近的坐标点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向。4.根据权利要求1所述的作业路径规划方法,其中,所述两组过渡路径的每个过渡路径的长度相同。5.根据权利要求1所述的作业路径规划方法,其中,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向以预设间距辐射生成所述作业路径,具体包括:从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向等间距移动,并在每移动所述等间距后,重复所述首段路径,生成至少一个子路径,首段路径与相邻的子路径以及相互相邻的子路径方向相反,且通过所述过渡路径首尾相连。6.根据权利要求1所述的作业路径规划方法,所述方法还包括:若获取到第四坐标点,则根据所述第四坐标点确定出第二换行方向;以及作业路径生成,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向和第二换行方向生成所述作业路径,在所述作业路径中,所述两组过渡路径配置为一组过渡路径沿着所述第一换行方向而另一组过渡路径沿着所述第二换行方向。7.根据权利要求6所述的作业路径规划方法,其中,若获取到第四坐标点,则根据所述第四坐标点确定出第二换行方向,具体包括:选取所述第一坐标点和第三坐标点、第一坐标点和第四坐标点、第二坐标点和第三坐标点以及第二坐标点和第四坐标点四个组合中连线最短的两个坐标点,并将该连线以及其延伸方向作为所述第一换行方向和第二换行方向中的一个,将另外两个坐标点的连线以及其延伸方向作为所述第一换行方向和第二换行方向中的另一个。8.根据权利要求6所述的作业路径规划方法,其中,所述第三坐标点和所述第四坐标点位于所述首段路径的同一侧。9.根据权利要求6所述的作业路径规划方法,其中,所述多段子路径平行于所述首段路径,且各自的长度随着远离所述首段路径呈单调递增或递减。10.根据权利要求6所述的作业路径规划方法,其中,所述多段子路径各自的长度分别根据所述首段路径的长度、所述第一换行方向、第二换行方向以及与所述首段路径的距离确定。11.根据权利要求6所述的作业路径规划方法,其中,所述两组过渡路径的各组中的每个过渡路径的长度相同。12.根据权利要求11所述的作业路径规划方法,其中,所述各组中的所述每个过渡路径的长度分别根据所述所述第一换行方向、第二换行方向以及所述预设间距确定。13.根据权利要求1-12中任一项所述的作业路径规划方法,其中,该方法还包括:终段路径生成,当生成的子路径距所述首段路径的距离超过预定长度时,以最后生成的子路径作为终止子路径。14.根据权利要求1或6所述的作业路径规划方法,其中,所述方法还包括:若获取到新坐标点,则以当前子路径作为首段路径,选取当前子路径的两端点中与所述新的坐标点距离较近的端点,并将该端点原所在的换行方向切换为从该端点向该新坐标点延伸的方向作为新的换行方向,继续生成作业路径。15.一种作业路径规划装置,所述作业路径由多段子路径通过两组过渡路径首尾相连而成,所述作业路径规划装置包括处理器和存储器,在存储器中存储有计算机可执行指令,在所述指令被所述处理器执行时,使所述处理器执行:首段路径生成,获取第一坐标点和第二坐标点,以所述第一坐标点和第二坐标点分别作为两个端点来生成所述首段路径;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向以预设间距辐射生成所述作业路径。16.根据权利要求15所述的作业路径规划装置,其中,所述多段子路径各自的长度均与所述首段路径的长度相同。17.根据权利要求15所述的作业路径规划装置,其中,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向,具体包括:选取所述第一坐标点和第二坐标点中距离所述第三坐标点较近的一个,并将从该距离较近的坐标点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向。18.根据权利要求15所述的作业路径规划装置,其中,所述两组过渡路径的每个过渡路径的长度相同。19.根据权利要求15所述的作业路径规划装置,其中,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向以预设间距辐射生成所述作业路径,具体包括:从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向等间距移动,并在每移动所述等间距后,重复所述首段路径,生成至少一个子路径,首段路径与相邻的子路径以及相互相邻的子路径方向相反,且通过所述过渡路径首尾相连。20.根据权利要求15所述的作业路径规划装置,其中,所述处理器还执行:若获取到第四坐标点,则根据所述第四坐标点确定出第二换行方向;以及作业路径生成,从所述首段路径起,朝向所述第一换行方向和第二换行方向生成所述作业路径,在所述作业路径中,所述两组过渡路径配置为一组过渡路径沿着所述第一换行方向而另一组过渡路径沿着所述第二换行方向。21.根据权利要求20所述的作业路径规划装置,其中,若获取到第四坐标点,则根据所述第四坐标点确定出第二换行方向,具体包括:选取所述第一坐标点和第三坐标点、第一坐标点和第四坐标点、第二坐标点和第三坐标点以及第二坐标点和第四坐标点四个组合中连线最短的两个坐标点,并将该连线以及其延伸方向作为所述第一换行方向和第二换行方向中的一个,将另外两个坐标点的连线以及其延伸方向作为所述第一换行方向和第二换行方向中的另一个。22.根据权利要求20所述的作业路径规划装置,其中,所述第三坐标点和所述第4坐标点位于所述首段路径的同一侧。23.根据权利要求20所述的作业路径规划装置,其中,所述多段子路径平行于所述首段路径,且各自的长度随着远离所述首段路径呈单调递增或递减。24.根据权利要求20所述的作业路径规划装置,其中,所述多段子路径各自的长度分别根据所述首段路径的长度、所述第一换行方向、第二换行方向以及与所述首段路径的距离确定。25.根据权利要求20所述的作业路径规划装置,其中,所述两组过渡路径的各组中的每个过渡路径的长度相同。26.根据权利要求25所述的作业路径规划装置,其中,所述各组中的所述每个过渡路径的长度分别根据所述所述第一换行方向、第二换行方向以及所述预设间距确定。27.根据权利要求15~26中任一项所述的作业路径规划装置,其中,所述处理器还执行:终止线段生成,当生成的子路径距所述首段路径的距离超过预定长度时,以最后生成的子路径作为终止子路径。28.根据权利要求15或20所述的作业路径规划装置,其中,所述处理器还执行:若获取到新坐标点,则以当前子路径作为首段路径,选取当前子路径的两端点中与所述新的坐标点距离较近的端点,并将该端点原所在的换行方向切换为从该端点向该新坐标点延伸的方向作为新的换行方向,继续生成作业路径。29.一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述指令在被处理器执行时,使所述处理器执行权利要求1-14中任一项所述的作业路径规划方法。30.一种可移动设备作业控制方法,所述方法包括:首段路径生成,获取第一坐标点和第二坐标点,生成从所述第一坐标点到第二坐标点的首段路径,控制所述可移动设备沿所述首段路径作业;第一换行方向确定,获取第三坐标点,将从所述首段路径的所述两个端点中的一个端点向所述第三坐标点延伸的方向确定为第一换行方向;以及作业路径生成,控制所述可移动设备在运动到第二坐标点后,沿所述第一换行方向移动预设间距并沿平行于所述首段路径的方向运动,生成从所述首段路径起朝向所述第一换行方向以预设间距辐射的所述作业路径。31.根据权利要求30所述的可移动设备作业控...

【专利技术属性】
技术研发人员:钟和立徐节文
申请(专利权)人:深圳市大疆创新科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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