CN109032165A - 无人机航线的生成方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种无人机航线的生成方法和装置，所述方法包括：获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；确定所述无人机在作业时的航带间距值；延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线，使得无人机可以按该作业航线进行测绘等作业，解决了现有技术中无人机在农业测绘服务及测绘相关作业中，航测数据在后期数据处理时容易出现漏洞、缺角等异常的问题。
Description
技术领域
本申请涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机航线的生成方法和一种无人机航线的生成装置。
背景技术
无人驾驶飞机，简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV)，是一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机的用途广泛，经常被应用于农业植保、农业测绘、抢险救灾以及视频拍摄等行业。
以农业测绘无人机为例，无人机在进行农业测绘作业时，首先需要根据测绘时采用的重叠率和分辨率，计算出测绘区域的航带间距，然后根据航带间距和测绘区域的宽度，以测绘区域的左边宽为基准边，依次向右平移生成航线。但是，当测绘区域的长边与航带间距的余值不为0时，由于计算出的航带间距一般是固定不再更改的，且航带间距大于长边余值，不能满足继续生成一条航线的作业规则。
因此，如果无人机按照现有技术生成的航线进行测绘作业，在实际测绘时就会使得采集的测绘区域的边缘处图像的精度较低，在后期数据处理中容易出现漏洞，缺角等问题。
发明内容
鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种无人机航线的生成方法和相应的一种无人机航线的生成装置。
本申请实施例公开了一种无人机航线的生成方法，包括：
获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
确定所述无人机在作业时的航带间距值；
延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
可选地，所述获取无人机的矩形作业区域的步骤包括：
确定无人机的作业区域；
当所述作业区域为不规则形状作业区域时，将所述不规则形状作业区域分割为多个矩形作业区域；
或者，生成所述不规则形状作业区域的最小外接矩形，以所述最小外接矩形作为所述无人机的矩形作业区域。
可选地，所述延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍的步骤包括：
计算所述矩形作业区域的目标边的长度值与所述航带间距值之间的商值和余值；
当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍。
可选地，所述当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍的步骤包括：
当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值；
将所述目标边沿单个方向延伸所述第一延伸值距离；
或者，分别将所述目标边沿两个方向延伸所述第一延伸值的一半距离。
可选地，所述当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值的步骤包括：
当所述余值大于预设阈值时，计算所述航带间距值的预设倍数与所述余值之间的差值，以所述差值作为目标边的第一延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
可选地，所述矩形作业区域还包括非目标边，所述非目标边为与所述目标边相垂直的一边，所述方法还包括：
确定所述无人机在作业时的航点间距值；
计算所述非目标边的长度值与所述航点间距值之间的第二商值和第二余值；
当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍。
可选地，所述当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍的步骤包括：
当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值；
将所述非目标边沿单个方向延伸所述第二延伸值距离；
或者，分别将所述非目标边沿两个方向延伸所述第二延伸值的一半距离。
可选地，所述当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值的步骤包括：
当所述第二余值大于第二预设阈值时，计算所述航点间距值的预设倍数与所述第二余值之间的第二差值，以所述第二差值作为所述第二延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
可选地，所述依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线的步骤包括：
确定所述无人机的初始航点；
依据所述初始航点，生成初始航线；
以所述航带间距值为间隔，依次平移所述初始航线，获得多条平行航线；
沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成所述无人机的作业航线。
本申请实施例公开了一种无人机航线的生成装置，包括：
获取模块，用于获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
确定模块，用于确定所述无人机在作业时的航带间距值；
延伸模块，用于延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
生成模块，用于依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
可选地，所述获取模块包括：
作业区域确定子模块，用于确定无人机的作业区域；
矩形作业区域分割子模块，用于当所述作业区域为不规则形状作业区域时，将所述不规则形状作业区域分割为多个矩形作业区域；或者，
最小外接矩形生成子模块，用于生成所述不规则形状作业区域的最小外接矩形，以所述最小外接矩形作为所述无人机的矩形作业区域。
可选地，所述延伸模块包括：
目标边计算子模块，用于计算所述矩形作业区域的目标边的长度值与所述航带间距值之间的商值和余值；
目标边延伸子模块，用于当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍。
可选地，所述目标边延伸子模块包括：
第一延伸值确定单元，用于当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值；
第一目标边延伸单元，用于将所述目标边沿单个方向延伸所述第一延伸值距离；或者，
第二目标边延伸单元，用于分别将所述目标边沿两个方向延伸所述第一延伸值的一半距离。
可选地，所述第一延伸值确定单元包括：
第一延伸值计算子单元，用于当所述余值大于预设阈值时，计算所述航带间距值的预设倍数与所述余值之间的差值，以所述差值作为目标边的第一延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
可选地，所述矩形作业区域还包括非目标边，所述非目标边为与所述目标边相垂直的一边，所述延伸模块还包括：
航点间距值确定子模块，用于确定所述无人机在作业时的航点间距值；
非目标边计算子模块，用于计算所述非目标边的长度值与所述航点间距值之间的第二商值和第二余值；
非目标边延伸子模块，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍。
可选地，所述非目标边延伸子模块包括：
第二延伸值确定单元，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值；
第一非目标边延伸单元，用于将所述非目标边沿单个方向延伸所述第二延伸值距离；或者，
第二非目标边延伸单元，用于分别将所述非目标边沿两个方向延伸所述第二延伸值的一半距离。
可选地，所述第二延伸值确定单元包括：
第二延伸值计算子单元，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，计算所述航点间距值的预设倍数与所述第二余值之间的第二差值，以所述第二差值作为所述第二延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
可选地，所述生成模块包括：
初始航点确定子模块，用于确定所述无人机的初始航点；
初始航线生成子模块，用于依据所述初始航点，生成初始航线；
初始航线平移子模块，用于以所述航带间距值为间隔，依次平移所述初始航线，获得多条平行航线；
作业航线生成子模块，用于沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成所述无人机的作业航线。
本申请实施例公开了一种无人机航线的生成装置，包括存储器、处理器，以及，存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现：
获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
确定所述无人机在作业时的航带间距值；
延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
可选地，所述处理器执行所述程序时实现：确定无人机的作业区域；当所述作业区域为不规则形状作业区域时，将所述不规则形状作业区域分割为多个矩形作业区域；或者，生成所述不规则形状作业区域的最小外接矩形，以所述最小外接矩形作为所述无人机的矩形作业区域。
可选地，所述处理器执行所述程序时实现：计算所述矩形作业区域的目标边的长度值与所述航带间距值之间的商值和余值；当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍。
可选地，所述处理器执行所述程序时实现：当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值；将所述目标边沿单个方向延伸所述第一延伸值距离；或者，分别将所述目标边沿两个方向延伸所述第一延伸值的一半距离。
可选地，所述处理器执行所述程序时实现：当所述余值大于预设阈值时，计算所述航带间距值的预设倍数与所述余值之间的差值，以所述差值作为目标边的第一延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
可选地，所述处理器执行所述程序时实现：确定所述无人机在作业时的航点间距值；计算所述非目标边的长度值与所述航点间距值之间的第二商值和第二余值；当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍。
可选地，所述处理器执行所述程序时实现：当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值；将所述非目标边沿单个方向延伸所述第二延伸值距离；或者，分别将所述非目标边沿两个方向延伸所述第二延伸值的一半距离。
可选地，所述处理器执行所述程序时实现：当所述第二余值大于第二预设阈值时，计算所述航点间距值的预设倍数与所述第二余值之间的第二差值，以所述第二差值作为所述第二延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
可选地，所述处理器执行所述程序时实现：确定所述无人机的初始航点；依据所述初始航点，生成初始航线；以所述航带间距值为间隔，依次平移所述初始航线，获得多条平行航线；沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成所述无人机的作业航线。
与背景技术相比，本申请实施例包括以下优点：
本申请实施例，在获取无人机的矩形作业区域，以及确定该无人机在作业时的航带间距值后，通过延伸矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为航带间距值的整数倍，并依据航带间距值生成无人机的作业航线，使得无人机可以按该作业航线进行测绘等作业，解决了现有技术中无人机在农业测绘服务及测绘相关作业中，航测数据在后期数据处理时容易出现漏洞、缺角等异常的问题。本实施例通过使用航线外扩技术生成作业航线，能够提高各架次无人机在测绘作业时采集的边缘图像的精度，减少了图像拼接错位，使航测数据更能够满足各项目的需求，能够从根本上减少人工对测绘数据的干预和外业重采率，提高了测绘作业的工作效率。
附图说明
图1是本申请的一种无人机航线的生成方法实施例一的步骤流程图；
图2是本申请的一种矩形作业区域的示意图；
图3是本申请的一种无人机航线的生成方法实施例二的步骤流程图；
图4A-图4B是本申请的对矩形作业区域的目标边和非目标边进行延伸后的示意图；
图5是本申请的一种平行航线的示意图；
图6是本申请的一种无人机的作业示意图；
图7是本申请的一种无人机航线的生成装置实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
参照图1，示出了本申请的一种无人机航线的生成方法实施例一的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
步骤101，获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
通常，无人机在执行作业前，需要首先确定该无人机的作业区域。无人机的作业区域可以是指无人机进行测绘或植保等作业时的作业范围，该作业区域可以是具有一定面积大小的任意形状的区域。例如，矩形、圆形或者梯形等其他现状。
为了方便无人机的作业，在确定无人机的作业区域后，可以首先判断该作业区域是否是规则形状的作业区域。例如，判断该作业区域是否是矩形作业区域，如果不是，则可以将不规则形状作业区域处理为矩形作业区域。
在具体实现中，当作业区域为不规则形状作业区域时，可以将不规则形状作业区域分割为多个矩形作业区域，或者，生成不规则形状作业区域的最小外接矩形，以所生成的最小外接矩形作为无人机的矩形作业区域。
在获取无人机的矩形作业区域后，可以根据无人机在后续作业时的飞行方向，将该矩形作业区域的四条边划分为目标边和非目标边。其中，目标边与非目标边各两条，目标边为与无人机的飞行方向相垂直的两条边，而非目标边则是与目标边相垂直的两条边。
通常，无人机在对矩形作业区域进行作业时，其飞行方向(也就是无人机的航线)是与矩形区域的其中一条边界相平行的。因此，也可以认为矩形作业区域的非目标边是与无人机的航线相平行的边，矩形区域的目标边是与无人机的航线相垂直的边。
如图2所示，是本申请的一种矩形作业区域的示意图。在图2中，矩形作业区域为矩形ABCD，可以认为矩形的AD边和BC边为该作业区域的目标边，矩形的AB边和DC边为该作业区域的非目标边。针对该矩形作业区域ABCD生成的航线可以是与矩形的AB边和DC边相平行的一系列平行线。当然，根据无人机的飞行方向的不同，也可以生成与矩形的AD边和BC边相平行的航线，在此情况下，则可以将矩形的AB边和DC边作为该作业区域的目标边，而将矩形的AD边和BC边作为该作业区域的非目标边，本实施例对此不作限定。
为了方便介绍，在本实施例中，以矩形的AD边和BC边作为该作业区域的目标边，而将矩形的AB边和DC边作为该作业区域的非目标边。
步骤102，确定所述无人机在作业时的航带间距值；
在本申请实施例中，在获取到矩形作业区域后，可以进一步获取该矩形作业区域的各种参数信息。例如，矩形作业区域目标边的长度值W、非目标边的长度值H，以及无人机在对该矩形作业区域进行测绘或植保作业时所采用航点间距值a、航带间距值b等信息。
通常，对于矩形作业区域，可以通过地理信息系统或人工手动的方式获得该作业区域各条边的长度值等信息。而无人机在该作业区域内的航点间距值和航带间距值等信息则可以根据无人机的飞行参数等具体确定。
例如，对于测绘要求是在同一条航线上，连续拍摄的两张照片的重叠率为α，相邻两条航线上对应的两张照片的重叠率为β，设定每张照片的像幅宽为X，地面分辨率GSD为d时，可以通过如下公式计算出相应的航点间距值a以及航带间距值b：
a＝d*X*(1-α)
b＝d*X*(1-β)
需要说明的是，根据无人机在测绘作业时所采用的参数的不同，航点间距值与航带间距值等也会发生相应的变化，即由于α和β取值的不同，相应地计算获得的航点间距值a以及航带间距值b也会不同。
步骤103，延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
以无人机进行测绘作业为例，为了提高无人机对作业区域边缘所采集的图像的精度，在生成无人机的航线前，可以对作业区域的目标边进行延伸，使得延伸后的目标边的长度值为航带间距值的整数倍。
在具体实现中，可以首先计算矩形作业区域的目标边的长度值与航带间距值之间的商值和余值；当该余值大于预设阈值时，延伸目标边，使延伸后的目标边的长度值为航带间距值的整数倍。
例如，可以通过如下公式计算矩形作业区域目标边的长度值W与航带间距值b之间的商值与余值：
W/b＝c……E
其中，c为二者之间的商值，E为余值。
需要说明的是，当目标边的长度值W能够被航带间距值b整除时，余值E等于零，而目标边的长度值W不能够被航带间距值b整除时，余值E不等于零。
因此，在本申请实施例中，预设阈值可以为零。即，当目标边的长度值W与航带间距值b相除后得到的余值E大于零时，可以对目标边进行延伸。当然，本领域技术人员可以根据实际测绘的精度要求，具体确定该预设阈值的具体大小，本申请实施例对此不作限定。
需要说明的是，在对矩形作业区域的目标边进行延伸时，还可以同时对非目标边也进行延伸，使得无人机在对非目标边方向上的边缘区域进行图像采集时，也能够提高边缘区域采集的图像的精度。
在具体实现中，可以在确定无人机在作业时的航点间距值后，计算非目标边的长度值与航点间距值之间的第二商值和第二余值；当该第二余值大于第二预设阈值时，延伸非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为航点间距值的整数倍。
步骤104，依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
在本申请实施例中，在对目标边进行延伸后，可以依据航带间距值生成无人机的作业航线。
在具体实现中，可以首先确定无人机的初始航点，并依据该初始航点，生成初始航线，然后以航带间距值为间隔，依次平移该初始航线，获得多条平行航线，从而可以沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成无人机的作业航线。
生成作业航线后，无人机可以沿着该作业航线执行飞行任务，并在飞行过程中进行测绘等作业。
在本申请实施例中，在获取无人机的矩形作业区域，以及确定该无人机在作业时的航带间距值后，通过延伸矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为航带间距值的整数倍，并依据航带间距值生成无人机的作业航线，使得无人机可以按该作业航线进行测绘等作业，解决了现有技术中无人机在农业测绘服务及测绘相关作业中，航测数据在后期数据处理时容易出现漏洞、缺角等异常的问题。本实施例通过使用航线外扩技术生成作业航线，能够提高各架次无人机在测绘作业时采集的边缘图像的精度，减少了图像拼接错位，使航测数据更能够满足各项目的需求，能够从根本上减少人工对测绘数据的干预和外业重采率，提高了测绘作业的工作效率。
参照图3，示出了本申请的一种无人机航线的生成方法实施例二的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
步骤301，获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
通常，无人机在执行作业前，需要首先确定该无人机的作业区域。无人机的作业区域可以是指无人机进行测绘或植保等作业时的作业范围，该作业区域可以是具有一定面积大小的任意形状的区域。例如，矩形、圆形或者梯形等其他现状。
为了方便无人机的作业，在确定无人机的作业区域后，可以首先判断该作业区域是否是规则形状的作业区域。例如，判断该作业区域是否是矩形作业区域，如果不是，则可以将不规则形状作业区域处理为矩形作业区域。
在获取无人机的矩形作业区域后，可以根据无人机在后续作业时的飞行方向，将该矩形作业区域的四条边划分为目标边和非目标边。
在图2所示的无人机的矩形作业区域中，可以将该矩形ABCD的AD边作为该作业区域的目标边，对应地，可以将AB边作为该作业区域的非目标边。
步骤302，确定所述无人机在作业时的航点间距值和航带间距值；
在本申请实施例中，在获取到矩形作业区域后，可以进一步获取该矩形作业区域的各种参数信息。例如，矩形作业区域目标边的长度值W、非目标边的长度值H，以及无人机在对该矩形作业区域进行测绘或植保作业时所采用航点间距值a、航带间距值b等信息。
通常，对于矩形作业区域，可以通过地理信息系统或人工手动的方式获得该作业区域各条边的长度值等信息。而无人机在该作业区域内的航点间距值和航带间距值等信息则可以根据无人机的飞行参数等具体确定。
例如，对于测绘要求是在同一条航线上，连续拍摄的两张照片的重叠率为α，相邻两条航线上对应的两张照片的重叠率为β，设定每张照片的像幅宽为X，地面分辨率GSD为d时，可以通过如下公式计算出相应的航点间距值a以及航带间距值b：
a＝d*X*(1-α)
b＝d*X*(1-β)
步骤303，计算所述矩形作业区域的目标边的长度值与所述航带间距值之间的商值和余值；
在具体实现中，可以通过如下公式计算矩形作业区域目标边的长度值W与航带间距值b之间的商值与余值：
W/b＝c……E
其中，c为二者之间的商值，E为余值。
步骤304，当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
优选地，该预设阈值可以为零。因此，当余值E大于零时，可以对目标边进行延伸，使得延伸后的目标边的长度值为航带间距值的整数倍。
在本申请实施例中，当余值大于预设阈值时，可以首先确定该目标边的第一延伸值，第一延伸值即为目标边需要延伸的具体距离。
在具体实现中，当所述大于预设阈值时，可以计算航带间距值b的预设倍数与余值E之间的差值，以该差值作为目标边的第一延伸值，该预设倍数大于等于两倍。
优选地，该预设倍数等于两倍，因此，可以以两倍航带间距值2b与余值E之间的差值2b-E作为第一延伸值。当然，本领域技术人员根据实际需要还可以采用其他方式确定第一延伸值的具体大小，本申请实施例对此不作限定。
在确定出第一延伸值后，可以将目标边沿单个方向延伸第一延伸值距离，或者，分别将目标边沿两个方向延伸第一延伸值的一半距离。
具体地，目标边的两个方向是指目标边的两个互为相反的方向。
例如，对于图2中的目标边AD，可以沿AD方向向外延伸2b-E的距离，也可以沿DA方向向外延伸2b-E的距离；或者，沿AD方向与DA方向各向外延伸b-E/2的距离。
步骤305，计算所述非目标边的长度值与所述航点间距值之间的第二商值和第二余值；
在具体实现中，可以通过如下公式计算矩形作业区域非目标边的长度值H与航点间距值a之间的第二商值和第二余值：
H/a＝g……K
其中，g为第二商值，K为第二余值。
步骤306，当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍；
优选地，该第二预设阈值也可以为零。因此，当余值K大于零时，可以对非目标边进行延伸，使得延伸后的非目标边的长度值为航点间距值的整数倍。
在本申请实施例中，当第二余值大于第二预设阈值时，可以首先确定非目标边的第二延伸值，第二延伸值即为非目标边需要延伸的具体距离。
在具体实现中，当第二余值大于第二预设阈值时，可以计算航点间距值a的预设倍数与第二余值K之间的第二差值，以该第二差值作为第二延伸值，该预设倍数大于等于两倍。
优选地，该预设倍数等于两倍，因此，可以以两倍航点间距值2a与第二余值K之间的差值2a-K作为第二延伸值。当然，本领域技术人员根据实际需要还可以采用其他方式确定第二延伸值的具体大小，本申请实施例对此不作限定。
在确定出第二延伸值后，可以将非目标边沿单个方向延伸第二延伸值距离，或者，分别将非目标边沿两个方向延伸第二延伸值的一半距离。
例如，对于图2中的目标边AB，可以沿AB方向向外延伸2a-K的距离，也可以沿BA方向向外延伸2a-K的距离；或者，沿AB方向与BA方向各向外延伸a-K/2的距离。
需要说明的是，目标边的长度值与航带间距之间，以及非目标边与航点间距值之间的关系的不同，对于不同的矩形作业区域，可以只对目标边进行延伸，也可以只对非目标边进行延伸，或者，同时延伸目标边和非目标边，本申请实施例对此不作限定。
如图4A和图4B所示，分别是对矩形作业区域的目标边和非目标边进行延伸后的示意图，在图4A和图4B中，均同时延伸了目标边和非目标边。其中，图4A中，分别将目标边AD和BC分别沿两个方向各自延伸了b-E/2的距离，将非目标边AB和DC分别沿两个方向各自延伸了a-K/2的距离，从而得到了一个完全覆盖矩形ABCD的新的矩形作业区域A1B1C1D1。而在图4B中，则是将目标边AD和BC分别沿AD方向和BC方向延伸了2b-E的距离，将非目标边AB和DC分别沿AB方向和DC方向延伸了2a-K的距离，从而得到了一个完全覆盖矩形ABCD的新的矩形作业区域AB2C2D2。
步骤307，依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
在具体实现中，可以针对延伸后得到的新的矩形作业区域，生成无人机在该作业区域中的作业航线。
在具体实现中，可以首先确定无人机的初始航点，并依据该初始航点，生成初始航线。
以图4A所示的矩形作业区域A1B1C1D1为例，可以选定点A1为初始航点。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要选定其他位置作为初始航点，例如可以选定点D1作为初始航点，本实施例对此不作限定。
在本申请实施例中，初始航线可以是与新的矩形作业区域的一条边界重合的航线。例如，在如图4A所示的矩形作业区域A1B1C1D1中，初始航线可以为与边界A1B1重合的L1。
然后，可以以航带间距值为间隔，依次平移该初始航线，获得多条平行航线。
例如，在生成初始航线L1后，可以以设定的航带间距值b为间隔，依次平移该初始航线L1，生成如图5所示的多条平行航线L2、L3、L4和L5，其中航线L5与矩形作业区域A1B1C1D1的边界D1C1重合，且相邻的两条平行航线之间的垂直距离等于该航带间距值b。
在获得上述多条平行航线后，从而可以沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成无人机的作业航线。
以图5所示的平行航线为例，若无人机以点A1为初始航点，相应的飞行方向为沿平行航线L1由点A1飞行至点B1，则在点B1处，可以采用圆弧状航线连接平行航线L1与L2。由于无人机后续的飞行方向从平行航线L2的点O处向点P处飞行，则在点P处，可以再次采用圆弧状航线连接平行航线L2与L3，直到将所有相邻的两条平行航线均连接完毕，从而可以得到无人机的作业航线。
在本申请实施例中，生成作业航线后，无人机可以沿着该作业航线执行飞行任务，并在飞行过程中进行测绘或植保等作业。
为了便于理解，下面以一个完整的示例，对本申请的无人机航线的生成方法作一介绍。
如图6所示，是本申请的一种无人机的作业示意图。在图6中，矩形ABCD为原有的作业区域，即针对无人机实际要测绘的区域生成的矩形作业区域。
(1)根据无人机对作业区域ABCD的测绘要求，可以首先计算出各个航点之间的间距值a以及每条航线之间的航带间距值b。若采用作业区域ABCD的目标边AD边的长度值W除以该航带间距值b，得到的余值E不为零，采用作业区域ABCD的非目标边AB边的长度值H除以该航点间距值a，得到的余值K不为零，则可以分别将作业区域ABCD的边界AD与BC向外延伸b-E/2的距离，将边界AB与DC向外延伸a-K/2的距离，从而得到新的矩形作业区域A1B1C1D1。
(2)以矩形作业区域A1B1C1D1的点A1为初始航点，以边界A1B1为初始航线，生成一系列平行航线L1、L2、L3、L4和L5，其中平行航线L1和L5分别与矩形作业区域A1B1C1D1的边界A1B1与D1C1重合，无人机可以按照生成的平行航线L1、L2、L3、L4和L5执行测绘作业。
(3)在作业时，无人机可以从初始航点A1开始，沿平行航线L1向点B1飞行(即图6中向北飞行)，并在飞行过程中执行测绘作业。当无人机到达点B1后，可以飞行至平行航线L2，具体地，可以作L2垂直于B1C1边的交点O，以该交点O为第二条平行航线L2的起点，然后，以航带间距值b为直径画圆，经过B1O的外扩半圆弧为掉头航线；当无人机到达B1点后，根据掉头航线掉头后向正南方向飞行；当完成对平行航线L2的飞行后，可以继续沿平行航线L3向北飞行，直到完成全部5条平行航线的飞行后到达点C1处。无人机在飞行过程中执行的测绘作业，不仅使得在原有的作业区域ABCD范围内采集的图像有较高的精度，同时也保证了在作业区域ABCD的边缘区域采集的图像有较高的精度。在进行后期数据处理时不会出现漏洞、缺角等异常，从根本上减少人工对测绘数据的干预和外业重采率，提高了测绘作业的工作效率。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本申请实施例所必须的。
参照图7，示出了本申请的一种无人机航线的生成装置实施例的结构框图，具体可以包括如下模块：
获取模块701，用于获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
确定模块702，用于确定所述无人机在作业时的航带间距值；
延伸模块703，用于延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
生成模块704，用于依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
在本申请实施例中，所述获取模块701具体可以包括如下子模块：
作业区域确定子模块，用于确定无人机的作业区域；
矩形作业区域分割子模块，用于当所述作业区域为不规则形状作业区域时，将所述不规则形状作业区域分割为多个矩形作业区域；或者，
最小外接矩形生成子模块，用于生成所述不规则形状作业区域的最小外接矩形，以所述最小外接矩形作为所述无人机的矩形作业区域。
在本申请实施例中，所述延伸模块703具体可以包括如下子模块：
目标边计算子模块，用于计算所述矩形作业区域的目标边的长度值与所述航带间距值之间的商值和余值；
目标边延伸子模块，用于当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍。
在本申请实施例中，所述目标边延伸子模块具体可以包括如下单元：
第一延伸值确定单元，用于当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值；
第一目标边延伸单元，用于将所述目标边沿单个方向延伸所述第一延伸值距离；或者，
第二目标边延伸单元，用于分别将所述目标边沿两个方向延伸所述第一延伸值的一半距离。
在本申请实施例中，所述第一延伸值确定单元具体可以包括如下子单元：
第一延伸值计算子单元，用于当所述余值大于预设阈值时，计算所述航带间距值的预设倍数与所述余值之间的差值，以所述差值作为目标边的第一延伸值，所述预设倍数可以大于等于两倍。
在本申请实施例中，所述矩形作业区域还可以包括非目标边，所述非目标边为与所述目标边相垂直的一边，所述延伸模块703还可以包括如下子模块：
航点间距值确定子模块，用于确定所述无人机在作业时的航点间距值；
非目标边计算子模块，用于计算所述非目标边的长度值与所述航点间距值之间的第二商值和第二余值；
非目标边延伸子模块，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍。
在本申请实施例中，所述非目标边延伸子模块具体可以包括如下单元：
第二延伸值确定单元，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值；
第一非目标边延伸单元，用于将所述非目标边沿单个方向延伸所述第二延伸值距离；或者，
第二非目标边延伸单元，用于分别将所述非目标边沿两个方向延伸所述第二延伸值的一半距离。
在本申请实施例中，所述第二延伸值确定单元具体可以包括如下子单元：
第二延伸值计算子单元，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，计算所述航点间距值的预设倍数与所述第二余值之间的第二差值，以所述第二差值作为所述第二延伸值，所述预设倍数可以大于等于两倍。
在本申请实施例中，所述生成模块704具体可以包括如下子模块：
初始航点确定子模块，用于确定所述无人机的初始航点；
初始航线生成子模块，用于依据所述初始航点，生成初始航线；
初始航线平移子模块，用于以所述航带间距值为间隔，依次平移所述初始航线，获得多条平行航线；
作业航线生成子模块，用于沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成所述无人机的作业航线。
本申请实施例还公开了一种无人机航线的生成装置，包括存储器、处理器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时可以实现如下功能：获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；确定所述无人机在作业时的航带间距值；延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：确定无人机的作业区域；当所述作业区域为不规则形状作业区域时，将所述不规则形状作业区域分割为多个矩形作业区域；或者，生成所述不规则形状作业区域的最小外接矩形，以所述最小外接矩形作为所述无人机的矩形作业区域。
优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：计算所述矩形作业区域的目标边的长度值与所述航带间距值之间的商值和余值；当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍。
优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值；将所述目标边沿单个方向延伸所述第一延伸值距离；或者，分别将所述目标边沿两个方向延伸所述第一延伸值的一半距离。
优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：当所述余值大于预设阈值时，计算所述航带间距值的预设倍数与所述余值之间的差值，以所述差值作为目标边的第一延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：确定所述无人机在作业时的航点间距值；计算所述非目标边的长度值与所述航点间距值之间的第二商值和第二余值；当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍。
优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值；将所述非目标边沿单个方向延伸所述第二延伸值距离；或者，分别将所述非目标边沿两个方向延伸所述第二延伸值的一半距离。
优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：当所述第二余值大于第二预设阈值时，计算所述航点间距值的预设倍数与所述第二余值之间的第二差值，以所述第二差值作为所述第二延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：确定所述无人机的初始航点；依据所述初始航点，生成初始航线；以所述航带间距值为间隔，依次平移所述初始航线，获得多条平行航线；沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成所述无人机的作业航线。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种无人机航线的生成方法和一种无人机航线的生成装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (19)
1.一种无人机航线的生成方法，其特征在于，包括：
获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
确定所述无人机在作业时的航带间距值；
延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取无人机的矩形作业区域的步骤包括：
确定无人机的作业区域；
当所述作业区域为不规则形状作业区域时，将所述不规则形状作业区域分割为多个矩形作业区域；
或者，生成所述不规则形状作业区域的最小外接矩形，以所述最小外接矩形作为所述无人机的矩形作业区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍的步骤包括：
计算所述矩形作业区域的目标边的长度值与所述航带间距值之间的商值和余值；
当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍的步骤包括：
当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值；
将所述目标边沿单个方向延伸所述第一延伸值距离；
或者，分别将所述目标边沿两个方向延伸所述第一延伸值的一半距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值的步骤包括：
当所述余值大于预设阈值时，计算所述航带间距值的预设倍数与所述余值之间的差值，以所述差值作为目标边的第一延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述矩形作业区域还包括非目标边，所述非目标边为与所述目标边相垂直的一边，所述方法还包括：
确定所述无人机在作业时的航点间距值；
计算所述非目标边的长度值与所述航点间距值之间的第二商值和第二余值；
当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍的步骤包括：
当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值；
将所述非目标边沿单个方向延伸所述第二延伸值距离；
或者，分别将所述非目标边沿两个方向延伸所述第二延伸值的一半距离。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值的步骤包括：
当所述第二余值大于第二预设阈值时，计算所述航点间距值的预设倍数与所述第二余值之间的第二差值，以所述第二差值作为所述第二延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线的步骤包括：
确定所述无人机的初始航点；
依据所述初始航点，生成初始航线；
以所述航带间距值为间隔，依次平移所述初始航线，获得多条平行航线；
沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成所述无人机的作业航线。
10.一种无人机航线的生成装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
确定模块，用于确定所述无人机在作业时的航带间距值；
延伸模块，用于延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
生成模块，用于依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：
作业区域确定子模块，用于确定无人机的作业区域；
矩形作业区域分割子模块，用于当所述作业区域为不规则形状作业区域时，将所述不规则形状作业区域分割为多个矩形作业区域；或者，
最小外接矩形生成子模块，用于生成所述不规则形状作业区域的最小外接矩形，以所述最小外接矩形作为所述无人机的矩形作业区域。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述延伸模块包括：
目标边计算子模块，用于计算所述矩形作业区域的目标边的长度值与所述航带间距值之间的商值和余值；
目标边延伸子模块，用于当所述余值大于预设阈值时，延伸所述目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述目标边延伸子模块包括：
第一延伸值确定单元，用于当所述余值大于预设阈值时，确定所述目标边的第一延伸值；
第一目标边延伸单元，用于将所述目标边沿单个方向延伸所述第一延伸值距离；或者，
第二目标边延伸单元，用于分别将所述目标边沿两个方向延伸所述第一延伸值的一半距离。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一延伸值确定单元包括：
第一延伸值计算子单元，用于当所述余值大于预设阈值时，计算所述航带间距值的预设倍数与所述余值之间的差值，以所述差值作为目标边的第一延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述矩形作业区域还包括非目标边，所述非目标边为与所述目标边相垂直的一边，所述延伸模块还包括：
航点间距值确定子模块，用于确定所述无人机在作业时的航点间距值；
非目标边计算子模块，用于计算所述非目标边的长度值与所述航点间距值之间的第二商值和第二余值；
非目标边延伸子模块，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，延伸所述非目标边，使延伸后的非目标边的长度值为所述航点间距值的整数倍。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述非目标边延伸子模块包括：
第二延伸值确定单元，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，确定所述非目标边的第二延伸值；
第一非目标边延伸单元，用于将所述非目标边沿单个方向延伸所述第二延伸值距离；或者，
第二非目标边延伸单元，用于分别将所述非目标边沿两个方向延伸所述第二延伸值的一半距离。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第二延伸值确定单元包括：
第二延伸值计算子单元，用于当所述第二余值大于第二预设阈值时，计算所述航点间距值的预设倍数与所述第二余值之间的第二差值，以所述第二差值作为所述第二延伸值，所述预设倍数大于等于两倍。
18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述生成模块包括：
初始航点确定子模块，用于确定所述无人机的初始航点；
初始航线生成子模块，用于依据所述初始航点，生成初始航线；
初始航线平移子模块，用于以所述航带间距值为间隔，依次平移所述初始航线，获得多条平行航线；
作业航线生成子模块，用于沿无人机预设的飞行方向，采用圆弧状航线依次连接相邻的两条平行航线，生成所述无人机的作业航线。
19.一种无人机航线的生成装置，包括存储器、处理器，以及，存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现：
获取无人机的矩形作业区域，所述矩形作业区域包括目标边；
确定所述无人机在作业时的航带间距值；
延伸所述矩形作业区域的目标边，使延伸后的目标边的长度值为所述航带间距值的整数倍；
依据所述航带间距值生成所述无人机的作业航线。
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