CN109116398A - 作业数据获取方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了作业数据获取方法、装置、电子设备及存储介质。所述方法包括：在树木抚育装置位于第一区域时，基于卫星导航模块确定所述树木抚育装置的一个或多个位置；根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置；在所述树木抚育装置位于第二区域时，基于所述初始位置以及惯性导航模块，确定所述树木抚育装置的作业数据。通过本公开实施例可以监视树木抚育装置的位置信息，同时还能够获取树木抚育装置的作业数据，进而能够提高森林作业的效率以及质量。
Description
技术领域
本公开涉及人工智能技术领域，具体涉及一种作业数据获取方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
对森林里的树木进行修枝抚育能够提升森林经济的质量，尤其是对自然林的抚育能够提升树木的未来经济价值，为节省人力物力，提高效率，自动修枝技术是未来森林工业自动化的一个重要技术方向，现有技术中已经出现了很多修剪机器人能够自动对树木进行修枝抚育。然而，由于这种抚育工作需要对树木抚育装置进行精确定位，而树木抚育装置工作在森林中，由于树木的遮挡使得卫星导航模块(全球导航卫星系统)由于多径效应无法对树木抚育装置进行精确定位，进而影响森林工业的作业效率和作业质量。
发明内容
本公开实施例提供一种作业数据获取方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
第一方面，本公开实施例中提供了一种作业数据获取方法，包括：
在树木抚育装置位于第一区域时，基于卫星导航模块确定所述树木抚育装置的一个或多个位置；
根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置；
在所述树木抚育装置位于第二区域时，基于所述初始位置以及惯性导航模块，确定所述树木抚育装置的作业数据。
可选地，根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置，包括：
响应于满足预设触发条件的事件，将所述卫星导航模块确定的最后一个位置确定为所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置。
可选地，所述预设触发条件至少包括以下之一：所述卫星导航模块的定位功能失效、接收到用户的触发指令、惯性导航模块启动。
可选地，还包括：
在所述卫星导航模块无法解算出定位结果时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效；或者，
在当前时刻基于所述卫星导航模块确定的位置与前一时刻所述卫星导航模块确定的位置之间的位置差大于预设阈值时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效。
可选地，所述作业数据包括：行进轨迹和抚育数据；所述抚育数据包括：垂直上升高度、螺旋上升高度、垂直上升轨迹、螺旋上升轨迹、修枝半径、修枝直径、树木抚育装置的工作状态中的至少一种。
可选地，所述树木抚育装置的工作状态包括行进状态、垂直上升状态和螺旋上升状态。
可选地，还包括：
在所述树木抚育装置的工作状态为行进状态时，确定所述树木抚育装置处于寻找目标树木的状态；
在所述树木抚育装置的工作状态为垂直上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到目标树木，并寻找抚育位置的状态；
在所述树木抚育装置的工作状态为螺旋上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到抚育位置，并进行抚育的状态。
可选地，还包括：
基于所述作业数据确定所述树木抚育装置和/或目标树木的位置。
可选地，还包括：
在当前的所述初始位置的获得时间超过预设时间阈值后，重新获得所述初始位置。
第二方面，本公开实施例提供了一种作业数据获取装置，包括：
第一确定模块，被配置为在树木抚育装置位于第一区域时，基于卫星导航模块确定所述树木抚育装置的一个或多个位置；
第二确定模块，根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置；
第三确定模块，被配置为在所述树木抚育装置位于第二区域时，基于所述初始位置以及惯性导航模块，确定所述树木抚育装置的作业数据。
可选地，所述第二确定模块，包括：
响应子模块，被配置为响应于满足预设触发条件的事件，将所述卫星导航模块确定的最后一个位置确定为所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置。
可选地，所述预设触发条件至少包括以下之一：所述卫星导航模块的定位功能失效、接收到用户的触发指令、惯性导航模块启动。
可选地，还包括：
第四确定模块，被配置为在所述卫星导航模块无法解算出定位结果时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效；或者，
第五确定模块，被配置为在当前时刻基于所述卫星导航模块确定的位置与前一时刻所述卫星导航模块确定的位置之间的位置差大于预设阈值时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效。
可选地，所述作业数据包括：行进轨迹和抚育数据；所述抚育数据包括：垂直上升高度、螺旋上升高度、垂直上升轨迹、螺旋上升轨迹、修枝半径、修枝直径、树木抚育装置的工作状态中的至少一种。
可选地，所述树木抚育装置的工作状态包括行进状态、垂直上升状态和螺旋上升状态。
可选地，还包括：
第六确定模块，被配置为在所述树木抚育装置的工作状态为行进状态时，确定所述树木抚育装置处于寻找目标树木的状态；
第七确定模块，被配置为在所述树木抚育装置的工作状态为垂直上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到目标树木，并寻找抚育位置的状态；
第八确定模块，被配置为在所述树木抚育装置的工作状态为螺旋上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到抚育位置，并进行抚育的状态。
可选地，还包括：
第九确定模块，被配置为基于所述作业数据确定所述树木抚育装置和/或目标树木的位置。
可选地，还包括：
重新确定模块，被配置为在当前的所述初始位置的获得时间超过预设时间阈值后，重新获得所述初始位置。
所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一个可能的设计中，作业获取装置的结构中包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条支持作业获取装置执行上述第一方面中作业获取方法的计算机指令，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的计算机指令。所述作业获取装置还可以包括通信接口，用于作业获取装置与其他设备或通信网络通信。
第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现第一方面所述的方法步骤。
第四方面，本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储作业获取装置所用的计算机指令，其包含用于执行上述第一方面中作业获取方法所涉及的计算机指令。
本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例通过在第一区域利用卫星导航模块获取树木抚育装置的位置，而在第二区域使用卫星导航模块确定出的初始位置以及设置在树木抚育装置上的惯性导航模块的定位功能确定树木抚育装置的作业数据。通过本公开实施例，无论是在能够使用卫星导航模块的宽阔地带，还是在卫星导航模块无法精确定位的森林区域，通过卫星导航模块辅助惯性导航模块的方式均可以监视树木抚育装置的位置信息，同时由于惯性导航模块能够获取树木抚育装置在水平方向和垂直方向上的位置信息，因此还能够获取树木抚育装置的作业数据，进而能够提高森林作业的效率以及质量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
图1示出根据本公开一实施方式的作业数据获取方法的流程图；
图2示出根据本公开一实施方式的树木抚育装置的结构示意图；
图3示出根据本公开一实施方式的树木抚育装置的作业过程示意图；
图4示出根据本公开一实施方式中通过位置信息识别作业流程的示意图；
图5示出根据本公开一实施方式的作业数据获取装置的结构框图；
图6是适于用来实现根据本公开一实施方式的作业数据获取方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。
在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
图1示出根据本公开一实施方式的作业数据获取方法的流程图。如图1所示，所述作业数据获取方法包括以下步骤S101-S103：
在步骤S101中，在树木抚育装置位于第一区域时，基于卫星导航模块确定所述树木抚育装置的一个或多个位置；
在步骤S102中，根据所述卫星导航定位位置确定所述树木抚育装置进入第二区域时的初始位置；
在步骤S103中，在所述树木抚育装置位于第二区域时，基于所述初始位置以及惯性导航模块，确定所述树木抚育装置的作业数据。
在本实施例中，树木抚育装置可以是一种自动对树木实施抚育策略的设备。树木抚育装置至少包括卫星导航模块、惯性导航模块、控制模块、移动模块和抚育执行模块。树木抚育装置可以在控制模块的控制下在森林中自动寻找抚育目标树木，并根据目标树木的状态实施抚育策略。卫星导航模块可以接收卫星数据，进而确定树木抚育装置所处的位置。目标树木可以是人工森林、园林等处生长的树木，例如杉树、棕榈树、马尾松等等。由于树木抚育装置通常工作在森林中，树木的遮挡可能使得卫星导航模块无法精确定位，进而影响树木抚育装置在森林中的作业效率和作业质量。基于此，本公开实施例还通过设置在树木抚育装置上的惯性导航模块获取树木抚育装置的惯性导航数据，进而结合卫星导航模块获取的卫星数据对树木抚育装置进行定位。
本实施例中，第一区域为开阔区域，即能够单独使用卫星导航模块获取的卫星数据进行定位的区域；而第二区域为被障碍物严重遮挡的区域，如被树木严重遮挡的森林区域，也即无法使用卫星导航模块精确定位的区域。本公开实施例中，树木抚育装置在第一区域时，单独使用卫星导航模块确定其位置，而在第二区域时，通过初始位置以及惯性导航模块获取的树木抚育装置的惯性导航数据确定树木抚育装置的作业数据，初始位置是利用卫星导航模块获取的卫星数据确定的，是当使用惯性导航模块获取的惯性导航数据进行定位时，树木抚育装置所处的位置。在确定了初始位置之后，树木抚育装置就可以使用该初始位置以及惯性导航数据进行定位。当未接收到触发条件时，确定所述树木抚育装置位于第一区域，当接收到树木抚育装置的触发条件时，确定所述树木抚育装置进入第二区域。特别地，当进入第二区域时，将所述卫星导航模块确定的最后一个有效位置作为第二区域的初始位置。
本实施例中，卫星导航模块通过接收到的卫星数据解算出树木抚育装置的位置，卫星导航模块接收全球导航卫星发送的信号(包括导航电文、伪距和载波相位等信息)，全球导航卫星可以是美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统中的任一系统。卫星导航模块可选择多种定位模式，比如单点定位，伪距差分定位或载波相位差分定位等中的一种或多种。卫星导航模块根据接收的信息解算出树木抚育装置的位置，具体地，定位原理如下：
其中ρ为卫星导航模块接收的伪距信息，c为光速，Δtsu为卫星和树木抚育装置的时钟差，(xs,ys,zs)为卫星位置坐标，(xu,yu,zu)为树木抚育装置位置坐标。进一步地卫星导航模块可以预置不同的定位算法，用户可以选择不同的定位模式获得树木抚育装置的初始位置信息。
惯性导航模块可以记录树木抚育装置运行过程中的加速度、航向角等信息，进而可以通过加速度、航向角等信息确定树木抚育装置的三维坐标位置。因此，本实施例除了利用卫星导航模块和惯性导航模块获取树木抚育装置的位置之外，还可以采用卫星导航模块辅助惯性导航模块的方式确定树木抚育装置的作业数据。树木抚育装置可以利用移动模块在森林中行走，并在行走过程中找寻到目标树木后对目标树木实施抚育策略。在此过程中，通过卫星导航模块获得的初始位置以及惯性导航模块获得的数据可以确定树木抚育装置在水平方向(即平行于大地)上的位置信息以及在垂直方向上的位置信息，进而可以通过水平位置信息和垂直位置信息确定出树木抚育装置的抚育数据，例如目标树木的位置，在目标树木上进行抚育时的垂直上升高度、螺旋上升高度、垂直上升轨迹、螺旋上升轨迹、修枝半径、修枝直径，以及树木抚育装置的工作状态等。
例如，在实际应用中，树木抚育装置开启修枝模式，在作业过程中通过高精度惯性导航模块记录树木抚育装置的位置信息，包括水平位置信息以及垂直位置信息。通过对该树木抚育惯性导航模块输出的位置信息进行分析，判断该树木抚育是否完成对一棵树木的修枝抚育工作，以及目标树木的状态(修枝高度以及修枝直径等信息)。树木抚育装置在作业时会产生一个垂直或螺旋上升的轨迹，进一步地，通过对轨迹信息的分析，得到具体每一棵目标树木的位置、该树木抚育装置是否完成修枝抚育工作以及目标树木的状态；该树木抚育装置的惯性导航模块产生垂直或螺旋上升的轨迹时，说明该树木抚育装置已进入作业模式，此时树木抚育装置的位置即为目标树木的位置；通过分析该设备惯性导航模块产生的垂直或螺旋上升轨迹信息，可以获得目标树木是否被修剪以及被修剪的状态(包括高度和修枝直径等信息)，实现目标树木的状态监测。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述步骤S102，即根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置的步骤，进一步包括以下步骤：
响应于满足预设触发条件的事件，将所述卫星导航模块确定的最后一个位置确定为所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置。
在确定了初始位置之后，即可采用初始位置以及惯性导航模块获取的惯性导航数据确定树木抚育装置的作业数据。因此，可以预先根据实际情况设置预设触发条件，并在检测到预设触发条件的事件时，树木抚育装置将卫星导航模块获得的最后位置作为初始位置，进而再根据该初始位置以及惯性导航模块获取的惯性导航数据确定树木抚育装置的作业数据。所述最后位置指的是检测到预设触发条件时的前一时刻卫星导航模块获得的位置，即最后一个有效位置。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述预设触发条件包括以下之一：所述卫星导航模块的定位功能失效、接收到用户的触发指令、惯性导航模块启动。
该可选的实现方式中，树木抚育装置的惯性导航模块在使用之初，需要获取一初始位置，该初始位置为树木抚育装置的精确定位。树木抚育装置的初始位置可以基于卫星导航模块获得的位置确定。在一实施例中，初始位置的获取可以是在卫星导航模块的定位功能失效时，将卫星导航模块得到的最后一个有效位置确定为初始位置，这种方式在卫星导航模块失效时可以继续采用初始位置和惯性导航模块继续获取树木抚育装置的位置。在另一实施例中，初始位置的获取可以是在用户发出触发指令时，例如，用户通过远程控制终端向树木抚育装置发送远程控制指令，或者手动按下树木抚育装置上设置的开关按钮等方式，这种方式可以由用户来控制树木抚育装置的定位方式，较为灵活。在另一实施例中，初始位置的获取还可以是通过惯性导航模块启动作为触发条件，这种方式下，惯性导航模块一启动，就可以采用初始位置和惯性导航模块获取的数据对树木抚育装置进行定位。所述惯性导航模块启动指的是，开始用惯性导航模块获取的数据进行定位。例如，惯性导航模块可以是一直开启的，预设触发条件为惯性导航模块启动时，开始用惯性导航模块获取的惯性导航数据进行定位。又例如，惯性导航模块不是一直开启的，预设触发条件为惯性导航模块启动时，开启惯性导航模块并开始获取惯性导航数据。在实际应用中，可以根据实际情况设置这三种预设触发条件中的一个或多个，在此不做限制。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述方法还包括以下步骤：
在所述卫星导航模块无法解算出定位结果时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效；或者，
在当前时刻基于所述卫星导航模块确定的位置与前一时刻所述卫星导航模块确定的位置之间的位置差大于预设阈值时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效。
该可选的实现方式中，卫星导航模块是通过接收全球导航卫星发送的信号(包括导航电文、伪距和载波相位等信息)对树木抚育装置进行定位的。本实施例中，由于树木抚育装置在森林中作业时，大多时候在被树叶遮挡的区域行走以及作业，因此树木抚育装置在进入遮挡严重的地带时，卫星导航模块由于无法连续接收到全球导航卫星发送的信息，或者接收的信息有误差，因此可能在定位时，会发生无法解算出树木抚育装置的当前位置，或者解算出的当前位置与前一位置之间的位置之差大于预设阈值，即定位产生了较大漂移，此时可以确定卫星导航模块的定位功能失效。预设阈值可以基于两次定位时间之差以及树木抚育装置的移动速度来确定。例如，预设阈值可以设置为大于两次定位时间之差的绝对值乘以移动速度。
该可选的实现方式中，在第二区域中由于树木的遮挡等原因会造成卫星导航模块的定位功能失效或者定位不准确，因此本实施例采用惯性导航模块获取树木抚育装置的位置信息。
如步骤S103中所述，在使用惯性导航模块对树木抚育装置进行定位的同时，还可以通过对位置信息进行分析获取作业数据。作业数据包括树木抚育装置在水平方向上的行进轨迹和抚育数据。通过行进轨迹可以确定树木抚育装置在森林里的作业轨迹以及作业对象信息(如进行了抚育的目标树木的位置及数目等信息)；而抚育数据则是通过树木抚育装置在找到目标树木之后，在目标树木上所进行的作业情况。所述作业数据包括：运动轨迹和抚育数据；所述抚育数据包括：垂直上升高度、螺旋上升高度、垂直上升轨迹、螺旋上升轨迹、修枝半径、修枝直径、树木抚育装置的工作状态中的至少一种。
本实施例中，通过对树木抚育装置上设置的惯性导航模块输出的连续位置信息进行分析，判断该树木抚育装置是否完成对一棵树木的修枝抚育工作，以及目标树木的状态(修枝高度以及修枝直径等信息)；树木抚育装置在作业时会产生一个垂直或螺旋上升的轨迹，进一步地，通过对位置信息的分析，得到具体每一棵树木的位置、该树木抚育装置是否完成修枝抚育工作以及目标树木的状态；树木抚育装置的惯性导航模块产生垂直或螺旋上升的轨迹时，说明该树木抚育装置已进入作业模式，此时树木抚育装置的位置即为目标树木的位置，进一步地，通过分析惯性导航模块产生的垂直或螺旋上升的位置信息，可以获得目标树木是否被修剪以及被修剪的状态(包括高度和修枝直径等信息)，实现目标树木的状态监测。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述树木抚育装置的工作状态包括行进状态、垂直上升状态和螺旋上升状态。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述方法还包括以下步骤：
在所述树木抚育装置的工作状态为行进状态时，确定所述树木抚育装置处于寻找目标树木的状态；
在所述树木抚育装置的工作状态为垂直上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到目标树木，并寻找抚育位置的状态；
在所述树木抚育装置的工作状态为螺旋上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到抚育位置，并进行抚育的状态。
该可选的实现方式中，树木抚育装置在森林里行进的同时寻找目标树木，在找到目标树木之后通过攀爬装置攀爬上升到目标树木的目标位置处，例如树干上生长有待修剪的树枝的位置处，并通过修剪装置围绕树干通过螺旋上升的方式将待修剪的树枝进行修剪。因此，在整个抚育过程中，树木抚育装置的工作状态可以分为行进状态(寻找目标树木的状态)、垂直上升状态(寻找目标位置的状态)和螺旋上升状态(执行抚育措施的状态)。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述方法还包括以下步骤：
基于所述作业数据确定所述树木抚育装置和/或目标树木的位置。
该可选的实现方式中，目标树木是树木抚育装置进行了抚育的树木。作业数据包括树木抚育装置的行进轨迹以及抚育数据，而抚育数据包括垂直上升高度、螺旋上升高度、垂直上升轨迹、螺旋上升轨迹、修枝半径、修枝直径、树木抚育装置的工作状态等。行进轨迹是水平地面上的轨迹，而抚育数据中垂直上升和/或螺旋上升的状态发生在行进轨迹上的某一处或多处，因此通过作业数据中的行进轨迹和抚育数据可以直接看出树木抚育装置的位置以及目标树木的位置。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述方法还包括以下步骤：
在当前的所述初始位置的获得时间超过预设时间阈值后，重新获得所述初始位置。
该可选的实现方式中，由于惯性导航模块的定位方式是通过对惯性导航数据进行积分后再累加前一位置而不断更新树木抚育装置位置信息。在这个过程中，会产生累计误差，再经过一段时间之后，由于累计误差的增大会导致位置信息的不准确。因此，本实施例通过设置一预设时间阈值，再经过预设时间阈值之后，重新获得一初始位置，并在该初始位置的基础上通过惯性导航数据确定树木抚育装置的位置信息。重新获取初始位置的方式可以是到达某开阔区域(卫星导航模块的定位功能有效的区域)，使用卫星导航模块确定一个初始位置。通过这种方式，可以避免长时间使用惯性导航模块定位时导致位置信息不准确的缺陷。
下面通过具体的应用实例对上述作业数据的获取方法做进一步说明。
在一种实施方式中，采用树木抚育装置对树木进行修枝抚育时，当树木抚育装置处于第一区域即开阔地带时，利用卫星导航模块采用相对定位模式对该设备进行定位，在某一时刻，该设备通过卫星导航模块无法得出定位结果，此时系统判断该树木抚育装置进入了第二区域即遮挡严重的森林中，由于森林中的多径效应使得卫星导航模块无法正常工作，记录通过卫星导航模块获得的最后一个坐标作为树木抚育装置的初始位置，比如通过卫星导航模块得到的最后一个位置信息为(东经39.3°，北纬116.5°，高度40.8°)，则将该坐标作为树木抚育装置的起始位置坐标。除此之外，也可以通过人机接口获得树木抚育装置处在开阔地带或进入森林的状态信息。进一步，开启该树木抚育装置中的高精度惯性导航模块，使用惯性导航模块记录该树木抚育装置运行的加速度、航向角等信息，比如东向0.3m/s2,北向0.4m/s2，系统可通过该惯性导航模块记录的信息结合该树木抚育装置初始位置信息可以实现对该树木抚育装置的实时定位。经过一段时间的行进之后，惯性导航模块突然输出一个螺旋上升的轨迹，此时系统判断树木抚育装置已经开始抚育工作，则此时树木抚育装置所处的位置即为被修剪树木的具体位置，比如树木抚育装置此时的位置为(东经39.4°，北纬116.6°，高度40.8°)。此外，也可以通过树木抚育装置的控制模块得知树木抚育装置进入修枝作业状态。
在另一种实施方式中，通过该树木抚育装置可以实现对修剪树木的状态监测，比如该树木抚育装置在某次修枝抚育作业中惯性导航模块产生了从(东经39.3°，北纬116.5°，高度40.8°)到(东经39.4°，北纬116.6°，高度40.8°)然后垂直上升2m后以0.3m为半径螺旋上升3m的轨迹，通过分析该轨迹信息，可以获得被修剪树木的坐标为(东经39.4°，北纬116.6°，高度40.8°)，从高度2m处开始修枝，修枝半径为0.3m，高度为3m，从而完成对被修剪树木的状态监测。
在一实施例中，本公开实施例所涉及的树木抚育装置的结构示意图如图2所示，其中树木抚育装置包括攀爬模块、控制模块、移动模块、剪切模块、数据记录模块和定位模块；定位模块包括卫星导航模块(GNSS)和惯性导航模块(IMU)；其中攀爬模块用于在找到待抚育树木后沿着树干向上或向下攀爬的结构，移动模块可以在水平地面上进行移动，移动模块可以是滚轮；控制模块用于控制树木抚育装置的各个模块。剪切模块包括切割传感器和道具，切割传感器用于感知待切割位置，刀具用于切割树枝。卫星导航模块(GNSS)包括GNSS接收模块和GNSS解算模块，GNSS接收模块用于接收卫星数据，GNSS解算模块用于根据卫星数据解算树木抚育装置的精确位置信息。在一种实施方式下，控制模块判断GNSS定位失效后，控制模块开始启用惯性导航模块获取的数据进行定位，并以卫星导航模块获取的最后一个精确位置作为初始位置；惯性导航模块可以是惯导传感器，包括惯导数据记录模块和惯导解算模块，惯导数据记录模块用于记录树木抚育装置在行走过程中产生的加速度、航向角等信息，惯导解算模块用于根据惯导数据记录模块记录的加速度、航向角等信息解算出树木抚育装置的相对位置，并根据相对位置和初始位置得到树木抚育装置的精确位置。其中数据记录模块负责记录树木抚育装置的绝对位置并对位置信号进行分析，进而完成了一颗树木抚育作业并记录该作业的相关信息。图3中给出了本公开所涉及的树木抚育装置的作业示意图，其中树木抚育装置从开阔区域进入到森林区域，并在森林区域完成抚育作业。树木抚育装置利用本公开实施例提出的作业数据获取方法，使用卫星导航模块和惯性导航模块(IMU)结合的方式，得到树木抚育装置的全部位置信息，即树木抚育装置在作业过程中的轨迹数据，包括第一区域和第二区域中水平方向上的轨迹数据，以及在对待抚育树木进行抚育时垂直方向上的轨迹数据。在图4中，树木抚育装置的数据记录模块根据树木抚育装置的全部位置信息，可选的配合额外的传感器，自动识别一次抚育任务并计算对应的抚育目标(树木)的数据。由于树木抚育装置在作业的时候会按照一定的模式攀爬树木，因此其轨迹数据也会呈现特定的模式，如图4所示树木抚育装置会产生一种带着螺旋上升的轨迹数据。通过对轨迹进行模式识别，树木抚育装置可以自动识别并记录一次抚育任务，同时也得到了抚育对象的数据。如图4所示，树木抚育装置识别到两个抚育任务，分别对应的记录了两颗树木的坐标信息，由于使用了卫星导航模块辅助惯性导航模块的方法，树木1和树木2的坐标是绝对的全球定位坐标。此外，抚育高度同时也被树木抚育装置捕捉一并计入抚育记录。
下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。
图5示出根据本公开一实施方式的作业数据获取装置的结构框图，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图5所示，所述作业数据获取装置包括第一确定模块501、第二确定模块502和第三确定模块503：
第一确定模块501,被配置为在树木抚育装置位于第一区域时，基于卫星导航模块确定所述树木抚育装置的一个或多个位置；
第二确定模块502，根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置；
第三确定模块503，被配置为在所述树木抚育装置位于第二区域时，基于所述初始位置以及惯性导航模块，确定所述树木抚育装置的作业数据。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述第二确定模块502，包括：
响应子模块，被配置为响应于满足预设触发条件的事件，将所述卫星导航模块确定的最后一个位置确定为所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述预设触发条件至少包括以下之一：所述卫星导航模块的定位功能失效、接收到用户的触发指令、惯性导航模块启动。在本实施例的一个可选实现方式中，作业数据获取装置还包括：
第四确定模块，被配置为在所述卫星导航模块无法解算出定位结果时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效；或者，
第五确定模块，被配置为在当前时刻基于所述卫星导航模块确定的位置与前一时刻所述卫星导航模块确定的位置之间的位置差大于预设阈值时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述作业数据包括：行进轨迹和抚育数据；所述抚育数据包括：垂直上升高度、螺旋上升高度、垂直上升轨迹、螺旋上升轨迹、修枝半径、修枝直径、树木抚育装置的工作状态中的至少一种。
在本实施例的一个可选实现方式中，所述树木抚育装置的工作状态包括行进状态、垂直上升状态和螺旋上升状态。
在本实施例的一个可选实现方式中，作业数据获取装置还包括：
第六确定模块，被配置为在所述树木抚育装置的工作状态为行进状态时，确定所述树木抚育装置处于寻找目标树木的状态；
第七确定模块，被配置为在所述树木抚育装置的工作状态为垂直上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到目标树木，并寻找抚育位置的状态；
第八确定模块，被配置为在所述树木抚育装置的工作状态为螺旋上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到抚育位置，并进行抚育的状态。
在本实施例的一个可选实现方式中，作业数据获取装置还包括：
第九确定模块，被配置为基于所述作业数据确定所述树木抚育装置和/或目标树木的位置。
在本实施例的一个可选实现方式中，作业数据获取装置还包括：
重新确定模块，被配置为在当前的所述初始位置的获得时间超过预设时间阈值后，重新获得所述初始位置。
上述作业获取装置与图1所示实施方式以及其他实施方式中的作业获取方法对应一致，作业获取装置的具体细节可参见上述作业获取方法的描述，在此不再赘述。
图6是适于用来实现根据本公开实施方式的作业获取方法的电子设备的结构示意图。
如图6所示，电子设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行上述图1所示的实施方式中的各种处理。在RAM603中，还存储有电子设备600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。
特别地，根据本公开的实施方式，上文参考图1描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施方式包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行图1的方法的程序代码。在这样的实施方式中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，路程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种作业数据获取方法，其特征在于，包括：
在树木抚育装置位于第一区域时，基于卫星导航模块确定所述树木抚育装置的一个或多个位置；
根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置；
在所述树木抚育装置位于第二区域时，基于所述初始位置以及惯性导航模块，确定所述树木抚育装置的作业数据。
2.根据权利要求1所述的作业数据获取方法，其特征在于，根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置，包括：
响应于满足预设触发条件的事件，将所述卫星导航模块确定的最后一个位置确定为所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置。
3.根据权利要求2所述的作业数据获取方法，其特征在于，所述预设触发条件至少包括以下之一：所述卫星导航模块的定位功能失效、接收到用户的触发指令、惯性导航模块启动。
4.根据权利要求3所述的作业数据获取方法，其特征在于，还包括：
在所述卫星导航模块无法解算出定位结果时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效；或者，
在当前时刻基于所述卫星导航模块确定的位置与前一时刻所述卫星导航模块确定的位置之间的位置差大于预设阈值时，确定所述卫星导航模块的定位功能失效。
5.根据权利要求1-4任一项所述的作业数据获取方法，其特征在于，所述作业数据包括：行进轨迹和抚育数据；所述抚育数据包括：垂直上升高度、螺旋上升高度、垂直上升轨迹、螺旋上升轨迹、修枝半径、修枝直径、树木抚育装置的工作状态中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的作业数据获取方法，其特征在于，所述树木抚育装置的工作状态包括行进状态、垂直上升状态和螺旋上升状态。
7.根据权利要求6所述的作业数据获取方法，其特征在于，还包括：
在所述树木抚育装置的工作状态为行进状态时，确定所述树木抚育装置处于寻找目标树木的状态；
在所述树木抚育装置的工作状态为垂直上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到目标树木，并寻找抚育位置的状态；
在所述树木抚育装置的工作状态为螺旋上升状态时，确定所述树木抚育装置处于找到抚育位置，并进行抚育的状态。
8.一种作业数据获取装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，被配置为在树木抚育装置位于第一区域时，基于卫星导航模块确定所述树木抚育装置的一个或多个位置；
第二确定模块，根据所述卫星导航模块确定所述树木抚育装置使用惯性导航模块进行定位时的初始位置；
第三确定模块，被配置为在所述树木抚育装置位于第二区域时，基于所述初始位置以及惯性导航模块，确定所述树木抚育装置的作业数据。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；其中，
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现权利要求1-7任一项所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法步骤。
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