CN109253729A - 一种无人机航线规划方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无人机航线规划方法、装置及电子设备，涉及无人机技术领域，在执行多机任务时，可以减少无人机的撞机风险，提高无人机的工作效率。其中方法包括：获取待作业地块的地块信息和无人机当前待起飞点的位置信息；对地块信息进行分析，得到航迹点属性信息；根据航迹点属性信息、待起飞点的位置信息和无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将无人机在待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务；依据待起飞点的位置信息，分别规划无人机执行每个子任务相应往返待作业地块的航线信息。本申请适用于无人机的航线规划。

Description

一种无人机航线规划方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其是涉及到一种无人机航线规划方法、装置及电子设备。

背景技术

随着科技智能化的发展，电子设备逐步应用到农业中，农田工作者开始用无人机对农作物进行农药的喷洒等操作，起到了解放劳动力、提高工作效率的作用。针对大面积的农田可采用多架无人机同时作业的形式，每架无人机各自对应不同的地块执行农药喷洒任务。

目前，可提前规划无人机针对其所负责地块的航线信息，然后指示无人机按照规划的航线信息执行农药喷洒任务。具体可先设定统一的起飞点，以及每架无人机负责的地块，然后按照设定的起飞点和相应地块位置，规划航线信息。

然而，在实际场景中，每架无人机起飞位置不固定，无人机实际起飞的位置并非预先设定的起飞点位置，如果按照上述方式规划得到的航线信息指示无人机执行任务，在无人机实际起飞的位置并非预先设定的起飞点位置的情况下，由于无人机实际起飞后，到进入地块之前，无人机可能偏离预设航线飞行，导致此段航线飞行环境未知，存在撞机风险。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种无人机航线规划方法、装置及电子设备，主要目的在于解决在无人机起飞位置并非预先设定的起飞点位置时，如果按照预先设定的起飞位置规划得到的航线信息指示无人机执行任务，由于无人机实际起飞的位置与地块之间环境未知，可能会引发撞机风险的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种无人机航线规划方法，该方法包括：

获取待作业地块的地块信息和无人机当前待起飞点的位置信息；

对所述地块信息进行分析，得到航迹点属性信息；

根据所述航迹点属性信息、所述待起飞点的位置信息和所述无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将所述无人机在所述待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务；

依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息。

可选的，根据所述航迹点属性信息、所述待起飞点的位置信息和所述无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将所述无人机在所述待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务，包括：

在所述待作业地块中配置子任务起始点，并参照所述子任务起始点的位置信息和所述待起飞点的位置信息，计算所述子任务起始点与所述待起飞点之间的距离；

根据所述距离和所述飞行里程确定所述无人机子任务作业前的剩余里程；

按照所述剩余里程，从所述子任务起始点开始并结合所述航迹点属性信息，规划所述无人机在所述待作业地块内的一次子任务作业信息；

在所述待作业地块内未规划所述无人机任务作业的区域中，配置新的子任务起始点，并按照所述新的子任务起始点和上述规划一次子任务作业信息的过程，重复规划所述无人机在所述待作业地块内的下一次子任务作业信息，直至所述待作业地块内不存在未规划的所述无人机任务作业区域；

统计每次子任务作业信息，作为所述无人机在所述待作业地块中需执行的各个子任务。

可选的，按照所述剩余里程，从所述子任务起始点开始并结合所述航迹点属性信息，规划所述无人机在所述待作业地块内一次子任务作业信息，包括：

按照所述剩余里程，从所述子任务起始点开始并结合所述航迹点属性信息包含的喷洒点位置、和/或换垄点位置、和/或切换子地块点位置、和/或避障点位置，规划所述无人机在所述待作业地块内一次子任务作业的路线信息和相应的农药喷洒任务信息，使得所述无人机一次子任务作业的路线长度最大化，且保证所述无人机从所述路线信息中的子任务返航点能够返航所述待起飞点。

可选的，在所述待作业地块内未规划的所述无人机飞行作业区域中，配置新的子任务起始点，具体包括：

在所述待作业地块内未规划的所述无人机飞行作业区域中，选择与所述子任务返航点对应的下一个喷洒点，作为新的子任务起始点。

可选的，依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息，具体包括：

获取所述子任务对应的子任务起始点的位置信息和子任务返航点的位置信息；

参照所述子任务起始点的位置信息、所述子任务返航点的位置信息和所述待起飞点的位置信息，分别获取所述子任务起始点与所述待起飞点之间的第一环境信息，以及所述子任务返航点与所述待起飞点之间的第二环境信息；

按照所述第一环境信息，并结合所述子任务起始点位置信息和所述待起飞点的位置信息，规划所述无人机为执行所述子任务对应前往所述待作业地块的进入航线信息；及

按照所述第二环境信息，并结合所述子任务返航点位置信息和所述待起飞点的位置信息，规划所述无人机执行所述子任务完毕后对应离开所述待作业地块的返航航线信息。

可选的，在依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息之后，所述方法还包括：

根据所述无人机往返所述待作业地块的航线信息，检测所述无人机执行每个子任务对应的往返航线是否与其它同时飞行的无人机的航线相交；

若是，则对所述无人机往返所述待作业地块的航线信息进行调整，使得所述无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线不相交。

可选的，若所述无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线相交，则所述方法还包括：

在将每个所述子任务和所述无人机往返所述待作业地块的航线信息发送给所述无人机的飞控端之后，通过所述飞控端输出告警信息，并停止解锁所述无人机。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息，具体包括：

依据多架无人机待起飞点的位置信息以及各自对应子任务起始点的位置信息、子任务返航点的位置信息，规划所述多架无人机往返所述待作业地块的航线信息，使得所述多架无人机同时飞行时的航线不相交。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种无人机航线规划装置，该装置包括：

获取单元，用于获取待作业地块的地块信息和无人机当前待起飞点的位置信息；

分析单元，用于对所述地块信息进行分析，得到航迹点属性信息；

划分单元，用于根据所述航迹点属性信息、所述待起飞点的位置信息和所述无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将所述无人机在所述待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务；

规划单元，用于依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息。

可选的，划分单元，具体用于在所述待作业地块中配置子任务起始点，并参照所述子任务起始点的位置信息和所述待起飞点的位置信息，计算所述子任务起始点与所述待起飞点之间的距离；

根据所述距离和所述飞行里程确定所述无人机子任务作业前的剩余里程；

按照所述剩余里程，从所述子任务起始点开始并结合所述航迹点属性信息，规划所述无人机在所述待作业地块内的一次子任务作业信息；

在所述待作业地块内未规划所述无人机任务作业的区域中，配置新的子任务起始点，并按照所述新的子任务起始点和上述规划一次子任务作业信息的过程，重复规划所述无人机在所述待作业地块内的下一次子任务作业信息，直至所述待作业地块内不存在未规划的所述无人机任务作业区域；

统计每次子任务作业信息，作为所述无人机在所述待作业地块中需执行的各个子任务。

可选的，所述划分单元，具体还用于按照所述剩余里程，从所述子任务起始点开始并结合所述航迹点属性信息包含的喷洒点位置、和/或换垄点位置、和/或切换子地块点位置、和/或避障点位置，规划所述无人机在所述待作业地块内一次子任务作业的路线信息和相应的农药喷洒任务信息，使得所述无人机一次子任务作业的路线长度最大化，且保证所述无人机从所述路线信息中的子任务返航点能够返航所述待起飞点。

可选的，所述划分单元，具体还用于在所述待作业地块内未规划的所述无人机飞行作业区域中，选择与所述子任务返航点对应的下一个喷洒点，作为新的子任务起始点。

可选的，规划单元，具体用于获取所述子任务对应的子任务起始点的位置信息和子任务返航点的位置信息；

参照所述子任务起始点的位置信息、所述子任务返航点的位置信息和所述待起飞点的位置信息，分别获取所述子任务起始点与所述待起飞点之间的第一环境信息，以及所述子任务返航点与所述待起飞点之间的第二环境信息；

按照所述第一环境信息，并结合所述子任务起始点位置信息和所述待起飞点的位置信息，规划所述无人机为执行所述子任务对应前往所述待作业地块的进入航线信息；及

按照所述第二环境信息，并结合所述子任务返航点位置信息和所述待起飞点的位置信息，规划所述无人机执行所述子任务完毕后对应离开所述待作业地块的返航航线信息。

可选的，所述装置还包括：检测单元和调整单元；

所述检测单元，用于根据所述无人机往返所述待作业地块的航线信息，检测所述无人机执行每个子任务对应的往返航线是否与其它同时飞行的无人机的航线相交；

所述调整单元，用于若所述检测单元检测出所述无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线相交，则对所述无人机往返所述待作业地块的航线信息进行调整，使得所述无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线不相交。

可选的，所述装置还包括：发送单元37；

所述发送单元37，用于若所述无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线相交，则在将每个所述子任务和所述无人机往返所述待作业地块的航线信息发送给所述无人机的飞控端之后，通过所述飞控端输出告警信息，并停止解锁所述无人机。

可选的，所述规划单元，具体还用于依据多架无人机待起飞点的位置信息以及各自对应子任务起始点的位置信息、子任务返航点的位置信息，规划所述多架无人机往返所述待作业地块的航线信息，使得所述多架无人机同时飞行时的航线不相交。

依据本申请实施例的第三方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述无人机航线规划方法。

依据本申请实施例的第四方面，提供了一种电子设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质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上述无人机航线规划方法。

在本发明实施的第五方面，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行时实现上述无人机航向规划方法。

在本发明实施的第六方面，还提供了一种计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述无人机航向规划方法。

借由上述技术方案，本申请实施例提供的一种无人机航线规划方法、装置及电子设备，与目前无人机按照预先设定的起飞位置规划得到的航线信息指示无人机执行任务的方式相比，本申请实施例在无人机执行任务前，可根据无人机当前待起飞点的位置信息、待作业地块对应的航迹点属性信息和无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将无人机在待作业地块中需执行的任务，划分至少一个子任务，然后依据该待起飞点的位置信息，分别规划无人机执行每个子任务相应往返待作业地块的航线信息。进而参考了无人机实际起飞的位置和航迹点属性，规划了无人机航线信息，保证无人机每次从实际位置起飞执行任务以及任务返航时都不会出现撞机危险，进而提高了无人机的安全性，并且每次执行任务时都考虑了无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，可以避免无人机由于电力不足中途返航出现的撞机风险，高效执行农业任务，减少电量浪费，提高无人机工作效率，使得无人机资源运用得更加科学合理。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种无人机航线规划方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例提供的另一种无人机航线规划方法的流程示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种无人机子任务划分的实例示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种无人机执行子任务往返航线划分的实例示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种无人机航线规划的整体实例流程示意图；

图6示出了本申请实施例提供的一种无人机航线规划装置的结构示意图；

图7示出了本申请实施例提供的另一种无人机航线规划装置的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

针对现有技术中按照预先设定的起飞位置规划得到的航线信息，指示无人机执行任务，会存在撞机风险的问题，本实施例提供了一种无人机航线规划方法，可以减少无人机的撞机风险，如图1所示，该方法包括：

101、获取待作业地块的地块信息和无人机当前待起飞点的位置信息。

其中，地块信息可包括待作业地块的形状、特征、所处位置的具体坐标、以及该待作业地块包含的障碍物、垄田、池塘、水沟等信息；待起飞点的位置信息具体可包括待起飞点的具体位置坐标(如二维坐标、三维坐标等)。在本实施例中，无人机待起飞点可认为是无人机电量和农药的补给点，在无人机电量将要不足时，可返回到待起飞点进行电量补充。

例如，获取到待作业地块的位置在A区F街道K地块，地块的形状为凸起的不规则四边形；需要对该待作业地块执行农药喷洒任务，执行该农药喷洒任务的无人机停靠位置为停靠在A区的B街道M位置。

对于本实施例的执行主体可以为用于无人机对地块执行任务之前进行任务航线规划的装置或设备，具体可以配置在地面站侧或者其他控制终端侧，在任务航线规划完毕后发送给无人机的飞控设备，以便指示无人机执行任务。

102、对地块信息进行分析，得到航迹点属性信息。

其中，航迹点属性信息可包括需要无人机进行喷洒操作的喷洒点，需要调整无人机飞行方向的换垄点，以及子地块间的切换子地块点，障碍物对应的避障点等信息。

例如，对于待作业地块包含的障碍物、垄田、池塘、水沟等进行位置确定，计算出需要无人机进行喷洒操作的喷洒点、需要调整无人机飞行方向的换垄点、以及需要无人机规避障碍物的避障点等。

103、根据航迹点属性信息、待起飞点的位置信息和无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将无人机在待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务。

其中，无人机当前电量可以为充满电时的电量，也可以为无人机非充满电时的实时电量，通过无人机当前电量规划子任务，可实现结合无人机当前的实际电量情况进行航线规划，保证无人机每次执行子任务时都能有效完成，避免无人机在执行子任务中途产生电量不足的情况。可选的，在无人机起飞前将其充满电，然后根据该无人机的当前电量一次可飞行的飞行里程进行子任务划分，即按照无人机满电时一次可飞行的飞行里程进行子任务划分，可高效执行农业任务，减少电量浪费，提高无人机工作效率。

在本实施例中，由于实际待作业地块较大，以及无人机电量有限，可考虑将无人机在待作业地块中需执行的任务，划分为多个子任务。由于结合航迹点属性信息，使得每次无人机都可按照事先规划的喷洒点、换垄点、避障点等执行子任务；并且各个子任务对应无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，这样可保证无人机高效执行农业任务，减少电量浪费，提高工作效率。

为了节省无人机的电量，在具体的实施例中，在获取到地块信息的位置信息以及无人机的位置信息后，可实行就近划分子任务的方法。例如获取到1号无人机待起飞位置在待作业地块的南端，为了减少往返途中耗费的电量，可按照待作业地块的南侧边界开始划分各个子任务。

104、依据待起飞点的位置信息，分别规划无人机执行每个子任务相应往返待作业地块的航线信息。

其中，航线信息中可包含无人机每次从待起飞点起飞到达各个子任务起始点的飞行路线情况，以及从各个子任务的返航点返回待起飞点的飞行路线情况。

在本实施例中，为了尽量节省无人机在路上的资源消耗，将无人机的待起飞点到子任务起始点、子任务返航点到无人机的原停靠点(即待起飞点)这两段路线按最短路径原则进行规划，并且考虑每段路上存在的影响无人机飞行的障碍物，使得无人机按照规划的航线飞行时能够避开障碍物。

通过本实施例中无人机航线规划方法，可以根据无人机的当前电量一次可飞行的飞行里程、航迹点属性以及待起飞点位置和任务地块位置，划分单次飞行可完成的子任务，并规划无人机执行子任务时的最短往返路线，由于航线规划时同时考虑了无人机待起飞点位置到进入任务地块之前的飞行环境信息，从而能够避免出现撞机风险，并且将无人机的电量利用到最大化，减少电量浪费，大大提高了工作的效率，保证高效执行农业任务。

进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例的具体实施过程，提供了另一种无人机航线规划方法，如图2所示，该方法包括：

201、获取待作业地块的地块信息和无人机当前待起飞点的位置信息，并对地块信息进行分析，得到航迹点属性信息。

其中，地块信息和无人机起飞前的位置信息包括具体位置所在的区、街道以及具体的位置坐标信息。分析地块信息，得到喷洒点、换垄点、切换子地块点、避障点等各个航迹点属性的具体位置，以及占地面积大小。

例如，在图3中可分析出待作业地块为不规则的六边形，其中Z区域为障碍物；在图4中可分析出无人机的待起飞点在P位置。

202、在待作业地块中配置子任务起始点，并参照子任务起始点的位置信息和待起飞点的位置信息，计算子任务起始点与待起飞点之间的距离。

对于本实施例，子任务起始点可以根据实际需求进行配置，为了节省无人机的电量损耗，提高工作效率，每次子任务起始点都以喷洒点进行配置，例如，如果以非喷洒点为子任务起始点，那么从非喷洒点飞到喷洒点的路程也会耗费无人机的电量，因此可直接将子任务起始点配置为未农药喷洒的喷洒点，这样无人机可直接进行喷洒任务，进而减少无人机电量浪费。

在本实施例中，计算子任务起始点与待起飞点之间的距离，是根据子任务起始点与待起飞点的位置坐标，可利用勾股定理的计算方法进行计算的。例如，在二维显示设备中显示的地理位置平面图为：子任务起始点的位置坐标为(a,b)，待起飞点的位置坐标为(c,d)，则计算两点之间的距离x则为x＝sqrt((a-c)²+(b-d)²)。

203、根据无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，以及子任务起始点与待起飞点之间的距离，确定无人机子任务作业前的剩余里程。

由于在子任务规划前，在待作业地块中该子任务的返航点还未计算得到，但是该子任务的起始点已知，所以可根据无人机去往待作业地块的距离和无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，计算得到无人机子任务作业前的剩余里程，即包括无人机在待作业地块内子任务作业时的飞行距离，以及从返航点返回到待起飞点的飞行距离。具体可将无人机当前电量一次可飞行的飞行里程减去子任务起始点与待起飞点之间的距离，得到无人机在子任务作业前的剩余里程。

例如，基于步骤202中的实例，计算出子任务起始点与待起飞点之间的距离为a米，而无人机当前电量一次可飞行的里程为b米，用无人机当前电量一次可飞行的飞行里程减去子任务起始点与待起飞点之间的距离，即b米减去a米得到无人机子任务作业前的剩余里程。

需要说明的是，为了得到更加精确的子任务划分结果，上述计算无人机子任务作业前的剩余里程的实施过程，若无人机为垂直起降，则还需考虑垂直起飞达到特定飞行高度所耗用的电量情况，将这部分电量从当前电量中去除，然后结合去除后的电量计算无人机在子任务作业前的剩余里程。相应的，在无人机返航时也应考虑预先保存垂直降落所耗用的电量，以保证无人机可正常降落。除此之外，如果无人机为倾转旋翼的飞机，还需具体考虑倾转旋翼飞行过程中的耗电情况，以便得到更加精确的子任务划分结果。

204、按照无人机子任务作业前的剩余里程，从子任务起始点开始并结合航迹点属性信息，规划无人机在待作业地块内的一次子任务作业信息。

在本实施例中，按照无人机子任务作业前的剩余里程，可预估无人机的剩余电量，然后利用这些剩余电量去执行子任务，以及从子任务返航点返回到待起飞点进行电量和农药补充，返航到待起飞点时的剩余电量应小于一定阈值(最后一次子任务可以除外)，这样才能保证每次子任务都能利用最大电量去执行，进而可高效执行农业任务。

步骤204具体可以包括：按照无人机子任务作业前的剩余里程，从子任务起始点开始并结合航迹点属性信息包含的喷洒点位置、和/或换垄点位置、和/或切换子地块点位置、和/或避障点位置以及飞机按照垄间方向飞行一次可覆盖喷灌的垄数，规划无人机在待作业地块内一次子任务作业的路线信息和相应的农药喷洒任务信息，使得无人机一次子任务作业的路线长度最大化，且保证无人机从路线信息中的子任务返航点能够支持返航到待起飞点。这样能够保证高效执行农业任务，减少电量浪费，提高无人机工作效率。

进一步的，为了最大化的节省喷洒药物，在存在障碍物、换垄点以及切换子地块点等非种植区域可不进行农药的喷洒。在子任务的起始点或结束点出现了航迹点属性中包括的不需要喷洒的障碍物，则将起始点或结束点进行相应的移动，让飞机不必飞过障碍物这一段路程，以节省无人机电量损耗。

例如，若无人机划分的子地块初步起始点在a点(位于障碍物一端)，需要向b点(障碍物另一端)方向飞行，由于a点不是喷洒点，且障碍物不需要进行农药喷洒，而b点为任务喷洒点，故为了节省电量，可将b点作为子任务起始点，进而无人机从待起飞点可直接飞往b点执行作业。

再例如，若无人机飞行方向是经过c点飞往d点，根据无人机的电量剩余，可划分子任务的初步结束点在d点，然而d点并非喷洒点，c点是d点对应的上一个喷洒点，故为了节省无人机返航时的电量，可将c点作为任务结束点，无人机可直接从c点飞回待起飞点进行电量以及药物补充工作。

205、在待作业地块内未规划无人机任务作业的区域中，配置新的子任务起始点，并按照新的子任务起始点和上述规划一次子任务作业信息的过程，重复规划无人机在待作业地块内的下一次子任务作业信息，直至待作业地块内不存在未规划的无人机任务作业区域。

例如，如图3所示，待作业地块内直线部分为一次子任务规划的无人机飞行路线，而宽虚线部分为下一次子任务规划的无人机飞行路线。如果地块足够大，还可能会包含更多次子任务规划的无人机飞行路线。

进一步的，为了节省无人机的电量，作为一种优选方式，配置新的子任务起始点的过程具体可以包括：在待作业地块内未规划的无人机飞行作业区域中，选择与子任务返航点对应的下一个喷洒点，作为新的子任务起始点。

例如，考虑特殊情况，如图3所示，当上一个子任务的任务结束点在待作业地块的A点，由于存在障碍物，B点为A点的下一个喷洒点，然后选择B点作为新的子任务起始点，即从A点返航到待起飞点进行充电和补充农药，然后在执行下次子任务时，直接飞到B点执行任务，无需再飞回A点(由A点飞到B点)，减少了飞行距离，进而节省无人机电量损耗。

206、统计每次子任务作业信息，作为无人机在待作业地块中需执行的各个子任务。

其中，子任务作业信息为无人机对应飞行的多个子任务的具体信息，每一个子任务都对应无人机电量所能支持完成的任务量，当完成一个子任务时，无人机需要从对应的子任务结束点飞回待起飞点进行电量和药物补充，再继续飞往下一个子任务点进行作业。所有子任务完成后，待作业地块的农药喷洒任务执行完毕。

需要说明的是，上述为待作业地块的各个子任务划分，在子任务划分完毕后，为了得到完整的航线方案，避免在前往执行子任务和返航时的飞行过程中出现撞机风险，需要继续规划无人机执行每个子任务相应往返待作业地块的航线信息，具体执行步骤207至210所示的过程，即规划每次执行子任务时往返飞行的路线。

207、获取子任务对应的子任务起始点的位置信息和子任务返航点的位置信息。

例如，无人机有a、b、c三个子任务，则需要分别获取a、b、c三个子任务对应的起始点，这些起始点作为无人机到达任务地块并且进行农药喷灌的第一个喷洒点，以及获取a、b、c三个子任务对应的返航点，这些返航点可以为每个子任务最后一个喷洒点，然后在该点任务结束后，由该点返航回到无人机起飞点。

208、参照子任务起始点的位置信息、子任务返航点的位置信息和待起飞点的位置信息，分别获取子任务起始点与待起飞点之间的第一环境信息，以及子任务返航点与待起飞点之间的第二环境信息。

其中，子任务起始点与待起飞点之间的第一环境信息为无人机去执行子任务，从待起飞点到达子任务起始点的路况信息以及途中存在的障碍物信息；子任务返航点与待起飞点之间的第二环境信息为无人机执行完所在的子任务，从子任务返航点飞回待起飞点的路况信息以及途中存在的障碍物信息。

例如，如图4所示，无人机在点P起飞，一次子任务的起始点在点1位置，子任务结束点在点7位置，则根据三点的位置信息，确定从点P到子地块的点1最短直线路线之间的路况信息以及途中存在的障碍物情况(即图4中I线路)；以及确定从点7到点P的最短直线路线之间的路况信息以及途中存在的障碍物信息(即图4中II线路)。

209、按照第一环境信息，并结合子任务起始点位置信息和待起飞点的位置信息，规划无人机为执行子任务对应前往待作业地块的进入航线信息。

例如，基于步骤208中的实例，如图4所示，若确定从点P到点1的路线中某位置存在一个信号塔，则将原设定的直线路线确定为以最短路线绕开该信号塔并到达目的地的路线；若确定从点P到点1的直线路线的路况良好，无障碍物出现，则将原设定的直线路线作为无人机执行子任务对应前往待作业地块的进入航线。

210、按照第二环境信息，并结合子任务返航点位置信息和待起飞点的位置信息，规划无人机执行子任务完毕后对应离开待作业地块的返航航线信息。

例如，基于步骤208中的案例，如图4所示，若确定从点7到点P的最短直线路线中某位置存在一个建筑物，则将原设定的直线路线修改为以最短路线绕开该建筑物并到达目的地的路线；若确定从点7到点P的最短直线路线的路况良好，无障碍物出现，则将原设定的直线路线作为无人机执行子任务完毕后对应离开待作业地块的返航航线。

通过上述航线规划过程，可以有效避免无人机出现撞机的情况发生，提升无人机的安全性。

211、根据无人机往返待作业地块的航线信息，检测无人机执行每个子任务对应的往返航线是否与其它同时飞行的无人机的航线相交。

对于本实施例，可通过上述过程对单架无人机进行任务航线规划，但是由于其它无人机的任务航线规划情况未知，因此为了发生无人机之间撞机的风险，可以检测无人机执行每个子任务对应的往返航线是否与其它同时飞行的无人机的航线相交，如果航线相交，那么就可确定存在无人机之间撞机的风险，进而提前进行相应防范。

例如，待作业地块共有1号、2号、3号三架无人机执行任务，则在这三架飞机执行所有子任务的往返航线初步确定后，将全部航线进行罗列，并进行综合对比，计算分析同一时刻是否存在有这三架无人机航线相交的情况。如果存在，则确定存在无人机之间撞机的风险；如不存在这样的情况，则确定已规划的任务航线为可安全执行的任务航线。

212、若子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线存在相交，则将每个子任务和无人机往返待作业地块的航线信息发送给无人机的飞控端之后，通过飞控端输出告警信息，并停止解锁无人机。

其中，告警信息可以为文字告警信息、图片告警信息、音频告警信息、视频告警信息、灯光告警信息、振动告警信息等。在停止解锁无人机后，无人机将不能按照规划的任务航线执行任务。

进一步的，为了实现自动调整无人机航线信息，提高无人机航线信息的调整效率，作为一种优选方式，若子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线存在相交，则对无人机往返待作业地块的航线信息进行调整，使得无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线不相交。

例如，检测到1号无人机在返航途中与飞往任务地块的2号无人机的航线存在相交点，则通过无人机的飞控端输出告警信息，并停止解锁1号和2号无人机，之后对相交的无人机航线进行适当调整，针对相交点，改变两架无人机的航线，使得这两架无人机的航线不存在交点。在检测到再无相交航线后，通过飞控解锁1号和2号无人机，进而开始执行任务。

在实际应用场景中，如果通过同一台地面站规划多台无人机对待作业地块的航线，此时为了避免这些无人机同时飞行时出现撞机的情况，具体可依据多架无人机待起飞点的位置信息以及各自对应子任务起始点的位置信息、子任务返航点的位置信息，规划多架无人机往返待作业地块的航线信息，使得多架无人机同时飞行时的航线不相交，保证这些无人机同时作业时的飞行安全。

为了进一步说明本实施例提供的方法，给出如下实例，但不限于此。

例如，如图5所示，为了解决地块过大无法直接采集，需要划分为多个地块分别采集，浪费时间的问题，可以创建多机任务，每架无人机对应负责一块子地块，以一架无人机a负责的子地块b为例，首先对该子地块划分子任务，划分规则需要参考这个子地块b的航线属性(即航迹点属性)，无人机a当前电量可飞行的飞行里程，以及结合无人机a当前待起飞的位置进行规划。在子任务规划完毕后上传到无人机a飞控设备。然后在无人机a起飞前进行航线规划，即无人机a执行每个子任务相应往返待作业地块的航线信息，规划时需要保证减少绕路、仅对子地块b飞行的原则。在航线规划完毕后，上同样上传到无人机a飞控设备，这样用户就可以通过飞控设备查看到规划好的任务航线。在解锁无人机a之前，为了避免多架无人机同时飞行过程中可能会存在的撞机风险，可判断无人机a的每条进入航线和返航航线与其它无人机航线是否相交，如果是，则提示用户无人机a按照这个航线执行任务可能存在撞机风险；如果否，则可解锁飞控设备，进而实现无人机a按照规划后的任务航线信息执行对子地块b的农药喷洒任务。

对于上述无人机航线规划方法，可以为每个无人机有效地划分单次飞行可完成的子任务，并规划无人机执行子任务时的最短往返路线，将无人机的电量利用到最大化，大大提高了工作的效率。并且在无人机解锁操作进行前根据无人机往返待作业地块的航线信息，检测无人机执行每个子任务对应的往返航线是否与其它同时飞行的无人机的航线相交，如相交则对航线信息做进一步调整，避免了多架无人机同时飞行过程中可能会存在的撞机风险，增强了无人机使用的安全性。

进一步的，作为图1和图2所示方法的具体实现，本实施例提供了一种无人机航线规划装置，如图6所示，该装置包括：获取单元31、分析单元32、划分单元33、规划单元34。

获取单元31，可用于获取待作业地块的地块信息和无人机当前待起飞点的位置信息；

分析单元32，可用于对地块信息进行分析，得到航迹点属性信息；

划分单元33，可用于根据航迹点属性信息、待起飞点的位置信息和无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将无人机在待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务；

规划单元34，可用于依据待起飞点的位置信息，分别规划无人机执行每个子任务相应往返待作业地块的航线信息。

在具体的应用场景中，为了能确保无人机的电量利用最大化，划分单元33，具体可用于在待作业地块中配置子任务起始点，并参照子任务起始点的位置信息和待起飞点的位置信息，计算子任务起始点与待起飞点之间的距离；将飞行里程减去距离，得到无人机子任务作业前的剩余里程；按照剩余里程，从子任务起始点开始并结合航迹点属性信息，规划无人机在待作业地块内的一次子任务作业信息；在待作业地块内未规划无人机任务作业的区域中，配置新的子任务起始点，并按照新的子任务起始点和上述规划一次子任务作业信息的过程，重复规划无人机在待作业地块内的下一次子任务作业信息，直至待作业地块内不存在未规划的无人机任务作业区域；统计每次子任务作业信息，作为无人机在待作业地块中需执行的各个子任务。

在具体的应用场景中，划分单元33，具体还可用于按照剩余里程，从子任务起始点开始并结合航迹点属性信息包含的喷洒点位置、和/或换垄点位置、和/或切换子地块点位置、和/或避障点位置，规划无人机在待作业地块内一次子任务作业的路线信息和相应的农药喷洒任务信息，使得无人机一次子任务作业的路线长度最大化，且保证无人机从路线信息中的子任务返航点能够返航待起飞点。

在具体的应用场景中，划分单元33，具体还可用于在待作业地块内未规划的无人机飞行作业区域中，选择与子任务返航点对应的下一个喷洒点，作为新的子任务起始点。

在具体的应用场景中，规划单元34，具体可用于获取子任务对应的子任务起始点的位置信息和子任务返航点的位置信息；参照子任务起始点的位置信息、子任务返航点的位置信息和待起飞点的位置信息，分别获取子任务起始点与待起飞点之间的第一环境信息，以及子任务返航点与待起飞点之间的第二环境信息；按照第一环境信息，并结合子任务起始点位置信息和待起飞点的位置信息，规划无人机为执行子任务对应前往待作业地块的进入航线信息；及按照第二环境信息，并结合子任务返航点位置信息和待起飞点的位置信息，规划无人机执行子任务完毕后对应离开待作业地块的返航航线信息。

在具体的应用场景中，为了能够避免无人机在飞行过程中可能存在的撞机问题，如图7所示，本装置还包括：检测单元35、调整单元36；

检测单元35，可用于根据无人机往返待作业地块的航线信息，检测无人机执行每个子任务对应的往返航线是否与其它同时飞行的无人机的航线相交；

调整单元36，可用于在无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线存在相交时，对无人机往返待作业地块的航线信息进行调整，进而使得无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线不相交。

在具体的应用场景中，为了及时提醒用户存在撞机风险，保证无人机的使用安全性，本装置还包括：发送单元37；

发送单元37，可用于在检测出无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线相交时，将每个子任务和无人机往返待作业地块的航线信息发送给无人机的飞控端，通过飞控端输出告警信息，并停止解锁无人机。

在具体的应用场景中，如果通过同一台地面站规划多台无人机对待作业地块的航线，此时为了避免这些无人机同时飞行时出现撞机的情况，进一步的，规划单元34，具体可用于依据多架无人机待起飞点的位置信息以及各自对应子任务起始点的位置信息、子任务返航点的位置信息，规划多架无人机往返待作业地块的航线信息，使得多架无人机同时飞行时的航线不相交，保证这些无人机同时作业时的飞行安全。

需要说明的是，本实施例提供的一种无人机航线规划装置所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图1至图2的对应描述，在此不再赘述。

基于上述如图1至图2所示方法，相应的，本实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述如图1至图2所示的无人机航线规划方法。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

基于上述如图1、图2所示的方法，以及图6、图7所示的虚拟装置实施例，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种电子设备，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该实体设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图1和图2所示的无人机航线规划方法。

可选的，该电子设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(RadioFrequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、WI-FI接口)等。

本领域技术人员可以理解，本实施例提供的电子设备结构并不构成对该实体设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理上述电子设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。通过应用本申请的技术方案，与目前现有技术相比，可根据航迹点属性信息、待起飞点的位置信息和无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将无人机在待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务，通过这种方法可以提高无人机的工作效率；依据待起飞点的位置信息，分别规划无人机执行每个子任务相应往返待作业地块的航线信息，大大降低了无人机执行任务时的撞机率。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人机航线规划方法，其特征在于，包括：

获取待作业地块的地块信息和无人机当前待起飞点的位置信息；

对所述地块信息进行分析，得到航迹点属性信息；

根据所述航迹点属性信息、所述待起飞点的位置信息和所述无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将所述无人机在所述待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务；

依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述航迹点属性信息、所述待起飞点的位置信息和所述无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将所述无人机在所述待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务，包括：

在所述待作业地块中配置子任务起始点，并参照所述子任务起始点的位置信息和所述待起飞点的位置信息，计算所述子任务起始点与所述待起飞点之间的距离；

根据所述距离和所述飞行里程确定所述无人机子任务作业前的剩余里程；

按照所述剩余里程，从所述子任务起始点开始并结合所述航迹点属性信息，规划所述无人机在所述待作业地块内的一次子任务作业信息；

在所述待作业地块内未规划所述无人机任务作业的区域中，配置新的子任务起始点，并按照所述新的子任务起始点和上述规划一次子任务作业信息的过程，重复规划所述无人机在所述待作业地块内的下一次子任务作业信息，直至所述待作业地块内不存在未规划的所述无人机任务作业区域；

统计每次子任务作业信息，作为所述无人机在所述待作业地块中需执行的各个子任务。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照所述剩余里程，从所述子任务起始点开始并结合所述航迹点属性信息，规划所述无人机在所述待作业地块内一次子任务作业信息，包括：

按照所述剩余里程，从所述子任务起始点开始并结合所述航迹点属性信息包含的喷洒点位置、和/或换垄点位置、和/或切换子地块点位置、和/或避障点位置，规划所述无人机在所述待作业地块内一次子任务作业的路线信息和相应的农药喷洒任务信息，使得所述无人机一次子任务作业的路线长度最大化，且保证所述无人机从所述路线信息中的子任务返航点能够返航所述待起飞点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述待作业地块内未规划的所述无人机飞行作业区域中，配置新的子任务起始点，具体包括：

在所述待作业地块内未规划的所述无人机飞行作业区域中，选择与所述子任务返航点对应的下一个喷洒点，作为新的子任务起始点。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息，具体包括：

获取所述子任务对应的子任务起始点的位置信息和子任务返航点的位置信息；

参照所述子任务起始点的位置信息、所述子任务返航点的位置信息和所述待起飞点的位置信息，分别获取所述子任务起始点与所述待起飞点之间的第一环境信息，以及所述子任务返航点与所述待起飞点之间的第二环境信息；

按照所述第一环境信息，并结合所述子任务起始点位置信息和所述待起飞点的位置信息，规划所述无人机为执行所述子任务对应前往所述待作业地块的进入航线信息；及

按照所述第二环境信息，并结合所述子任务返航点位置信息和所述待起飞点的位置信息，规划所述无人机执行所述子任务完毕后对应离开所述待作业地块的返航航线信息。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息之后，所述方法还包括：

根据所述无人机往返所述待作业地块的航线信息，检测所述无人机执行每个子任务对应的往返航线是否与其它同时飞行的无人机的航线相交；

若是，则对所述无人机往返所述待作业地块的航线信息进行调整，使得所述无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线不相交。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述无人机执行每个子任务对应的往返航线与其它同时飞行的无人机的航线相交，则所述方法还包括：

在将每个所述子任务和所述无人机往返所述待作业地块的航线信息发送给所述无人机的飞控端之后，通过所述飞控端输出告警信息，并停止解锁所述无人机。

8.一种无人机航线规划装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取待作业地块的地块信息和无人机当前待起飞点的位置信息；

分析单元，用于对所述地块信息进行分析，得到航迹点属性信息；

划分单元，用于根据所述航迹点属性信息、所述待起飞点的位置信息和所述无人机当前电量一次可飞行的飞行里程，将所述无人机在所述待作业地块中需执行的任务，划分为至少一个子任务；

规划单元，用于依据所述待起飞点的位置信息，分别规划所述无人机执行每个所述子任务相应往返所述待作业地块的航线信息。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，程序被计算机执行时实现权利要求1至7中任一项的无人机航线规划方法。

10.一种电子设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上可用在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行程序时实现权利要求1至7中任一项的无人机航线规划方法。