CN109633620A - 目标物体的识别方法和装置、作业设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种目标物体的识别方法和装置、作业设备。其中，该方法包括：获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号；基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体；在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号；基于第二信号，确定目标物体的类型。本发明解决了相关技术中无法识别作业设备行进方向上的目标物体，导致作业设备安全性差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，具体而言，涉及一种目标物体的识别方法和装置、作业设备。
背景技术
植保无人机为农作物生长提供植保作业，其工作环境相对于航拍或测绘等无人机而言环境复杂，尤其是为农作物提供农药喷洒时需要无人机进行仿植物表面飞行，离植物表面距离一般为1-3米，农田环境复杂，周围防风林等遮挡GPS信号较弱，或者有树木、电线杆等障碍物较多，会影响飞机的植保作业。现有的无人机飞行方案，一般为起飞点起飞，到作业区域作业，作业完成后返航，而忽略作业环境给无人机带来的影响。当某些环境不适合飞行，行进方向上存在障碍物时，强制无人机去作业可能会发生危险。
针对相关技术中无法识别作业设备行进方向上的目标物体，导致作业设备安全性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种目标物体的识别方法和装置、作业设备，以至少解决相关技术中无法避开作业设备行进方向上的目标物体，导致作业设备安全性差的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种目标物体的识别方法，包括：获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号；基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体；在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号；基于第二信号，确定目标物体的类型。
进一步地，获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号，包括：通过毫米波雷达在水平方向上的第一区域内发送雷达波，并接收返回的第一信号；获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号，包括：通过毫米波雷达在垂直方向上的第二区域内发送雷达波，并接收返回的第二信号。
进一步地，毫米波雷达的安装方式包括如下之一：在作业设备上安装至少一个第一毫米波雷达和至少一个第二毫米波雷达，其中，至少一个第一毫米波雷达在水平方向上旋转，至少一个第二毫米波雷达在垂直方向上旋转；在作业设备的水平方向上安装多个第一毫米波雷达，并在作业设备的垂直方向上安装多个第二毫米波雷达，其中，多个第一毫米波雷达的检测角度之和为第一预设角度，多个第二毫米波雷达的监测角度之和为第二预设角度。
进一步地，基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体，包括：对第一信号进行处理，得到水平方向上检测到的第一物体的第一距离；判断第一物体的第一距离是否处于作业设备的作业区域内；在确定出第一距离未处于作业区域内的情况下，确定水平方向上不存在目标物体；在确定出第一距离处于作业区域内的情况下，确定水平方向上存在目标物体。
进一步地，基于第二信号，确定目标物体的类型，包括：对第二信号进行处理，得到目标物体的第二距离；基于第二距离，得到目标物体与水平方向的第二夹角；在第二夹角大于或等于预设角度的情况下，确定目标物体的类型为第一类型；在第二夹角小于预设角度的情况下，确定目标物体的类型为第二类型。
进一步地，基于第二距离，得到目标物体与水平方向的第二夹角，包括：将目标物体的多个位置对应的第二距离进行拟合，得到拟合后的直线的斜率；获取斜率的反正切函数，得到夹角。
进一步地，在确定出水平方向不存在目标物体的情况下，上述方法还包括：获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号；基于第二信号，判断作业设备的垂直方向上是否存在目标物体；在确定出垂直方向上存在目标物体的情况下，确定目标物体的类型为第三类型。
进一步地，基于第二信号，判断作业设备的垂直方向上是否存在目标物体，包括：对第二信号进行处理，得到水平方向上检测到的第二物体的第一距离；基于第二物体的第二距离，得到第二物体与作业设备在垂直方向上的高度；判断高度是否处于作业设备的安全范围内；在确定出高度未处于安全范围内的情况下，确定垂直方向上不存在目标物体；在确定出高度处于作业设备的安全范围内的情况下，确定垂直方向上存在目标物体。
进一步地，基于第二物体的第二距离，得到第二物体与作业设备在垂直方向上的高度，包括：获取第二物体的第二距离与水平方向的第一夹角；获取第一夹角的正弦值；获取正弦值与第二物体的第二距离的乘积，得到高度。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种目标物体的识别装置，包括：第一获取模块，用于获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号；判断模块，用于基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体；第二获取模块，用于在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号；确定模块，用于基于第二信号，确定目标物体的类型。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种作业设备，包括：采集装置，用于采集水平方向上的第一信号，以及垂直方向上的第二信号；控制器，与采集装置连接，用于基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体，在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，基于第二信号，确定目标物体的类型。
进一步地，采集装置包括：毫米波雷达，用于在水平方向上的第一区域内发送雷达波，接收返回的第一信号，并在垂直方向上的第二区域内发送雷达波，接收返回的第二信号。
进一步地，毫米波雷达的安装方式包括如下之一：在作业设备上安装至少一个第一毫米波雷达和至少一个第二毫米波雷达，其中，至少一个第一毫米波雷达在水平方向上旋转，至少一个第二毫米波雷达在垂直方向上旋转；在作业设备的水平方向上安装多个第一毫米波雷达，并在作业设备的垂直方向上安装多个第二毫米波雷达，其中，多个第一毫米波雷达的检测角度之和为第一预设角度，多个第二毫米波雷达的监测角度之和为第二预设角度。
进一步地，在作业设备的水平方向上安装四个第一毫米波雷达，并在作业设备的垂直方向上安装第二毫米波雷达，其中，每个第一毫米波雷达和每个第二毫米波雷达的监测角度为90°。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述的目标物体的识别方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的目标物体的识别方法。
在本发明实施例中，可以通过获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号，基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体，在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号，并基于第二信号，确定目标物体的类型，实现对作业设备的行进方向上的目标物体进行识别的目的。与现有技术相比，可以在作业设备飞行过程中，检测作业设备的行进方向上存在的目标物体的类型，从而达到提高作业设备飞行的稳定性和安全性，提高作业设备的可靠性的技术效果，进而解决了相关技术中无法识别作业设备行进方向上的目标物体，导致作业设备安全性差的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种目标物体的识别方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的无人机航线作业过程的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的无人机的水平方向的示意图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的无人机的垂直方向的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的无人机前方遇到斜坡的示意图；
图6是根据本发明实施例的一种可选的无人机前方遇到树的示意图；
图7是根据本发明实施例的一种可选的无人机前方遇到电线的示意图；
图8是根据本发明实施例的一种目标物体的识别装置的示意图；
图9是根据本发明实施例的一种作业设备的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种目标物体的识别方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种目标物体的识别方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号。
具体地，上述的作业设备可以是植保无人机，无人机机体的水平方向和垂直方向上安装有采集装置，能够采集到用于表征无人周围环境的环境信息的信号，采集装置可以是激光雷达、红外、基于视觉的装置或者毫米波雷达，本发明对此不作具体限定，只要可以获取到无人机周围环境的环境信息即可。
无人机航线作业过程如图2所示，无人机从当前点起飞，飞到第一个作业点A后沿着航线作业，到最后一个点B，然后返回起飞点。无人机的水平方向如图3所示，图3中的V方向为无人机的飞行方向，F、L、R区域分别为无人机飞行的前、左、右区域。无人机的垂直方向如图4所示，图4中的A区域为无人机飞行的垂直区域。
上述的环境信息可以是无人机飞行前方区域和垂直区域内，包含的障碍物的信息，例如，无人机水平前方区域和垂直区域内，障碍物与无人机的距离，障碍物的位置等。
步骤S104，基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体。
具体地，上述的目标物体可以是无人机行进方向上的障碍物，例如，可以是一棵树，一根电线杆，一根电线，一个斜坡等，本发明对此不作具体限定。
步骤S106，在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号。
步骤S108，基于第二信号，确定目标物体的类型。
具体地，目标物体的类型可以包括：竖直障碍物，水平障碍物，斜坡等，由于不同的障碍物，对无人机的影响不同，例如，对于竖直障碍物会影响无人机的当前前进航线，水平障碍物会影响无人机的当前高度，而斜坡既会影响无人机的当前前进航线，又会影响影响无人机的当前高度。
在一种可选的方案中，在无人机飞行的过程中，可以首先获取无人机的水平方向和垂直方向上的环境信息，将环境信息作为判断依据，判断行进方向上是否存在障碍物，以及障碍物的具体类型，从而对无人机的作业参数进行控制，以确保无人机的安全飞行，完成整个作业任务。
通过本发明上述实施例，可以通过获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号，基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体，在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号，并基于第二信号，确定目标物体的类型，实现对作业设备的行进方向上的目标物体进行识别的目的。与现有技术相比，可以在作业设备飞行过程中，检测作业设备的行进方向上存在的目标物体的类型，从而达到提高作业设备飞行的稳定性和安全性，提高作业设备的可靠性的技术效果，进而解决了相关技术中无法识别作业设备行进方向上的目标物体，导致作业设备安全性差的技术问题。
可选地，本发明上述实施例中，步骤S102，获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号，包括：通过毫米波雷达在水平方向上的第一区域内发送雷达波，并接收返回的第一信号；步骤S106，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号，包括：通过毫米波雷达在垂直方向上的第二区域内发送雷达波，并接收返回的第二信号。
具体地，由于无人机飞行环境复杂，周围粉尘较多，且环境光线复杂，植保无人机喷洒的农药为雾滴状且有粘性，激光雷达、红外、基于视觉的装置等难以适应这样的环境，而毫米波雷达具有较强的穿透性，且不会受光线和粉尘的影响。在本发明实施例中，以毫米波雷达为例进行详细说明。为了能够在获取到无人机水平方向和垂直方向上的环境信息，毫米波雷达的安装方式可以是多种，例如，可以分别在机身的水平方向和垂直方向上安装多个毫米波雷达，或者直接在机身上安装多个毫米波雷达，并通过旋转装置进行旋转。
可选地，在本发明一种优选的实施例中，为了减少无人机上安装的采集装置的数量，并且确保环境信息的采集准确性，毫米波雷达可以采用如下任意一种安装方式：在作业设备上安装至少一个第一毫米波雷达和至少一个第二毫米波雷达，并通过旋转装置，控制至少一个第一毫米波雷达在水平方向上旋转，也即，可以在水平方向的360°范围内旋转，控制至少一个第二毫米波雷达在垂直方向上旋转，也即，可以在垂直方向的360°范围内旋转；在作业设备的水平方向上安装多个第一毫米波雷达，并在作业设备的垂直方向上安装多个第二毫米波雷达，多个第一毫米波雷达的监测角度之和为第一预设角度，多个第二毫米波雷达的监测角度之和为第二预设角度，其中，上述的第一预设角度和第二预设角度均可以是360°。
另外，通过在旋转装置上安装多个毫米波雷达，从而可以获取更多的冗余数据，而且数据获取频率提高，例如，在旋转装置上安装一个毫米波雷达，需要控制旋转装置旋转一周才能获取到360°的环境信息，而安装两个毫米波雷达，只需要控制旋转装置旋转半周即可获取到360°的环境信息。实际使用过程中，可以根据成本和效率进行综合考虑，确定最终安装的毫米波雷达的数量。
进一步地，可以在作业设备的水平方向上安装四个毫米波雷达，并在作业设备的垂直方向上安装多个毫米波雷达，每个毫米波雷达的监测角度为90°，也即，毫米波雷达的水平方位角为90°。例如，可以在无人机前后左右四个方向上安装四个毫米波雷达，每个毫米波雷达的监测角度为90°，并且确保每个毫米波雷达的监测方向不出现重叠，从而四个毫米波雷达可以采集到无人机水平方向360°范围内的环境信息。垂直方向类似，在无人机上下各安装两个雷达，并且确保每个毫米波雷达的监测方向不出现重叠，从而四个毫米波雷达可以采集到无人机垂直方向360°范围内的环境信息。
在一种可选的方案中，毫米波雷达通过发射天线发送雷达波，雷达波经过物体反射，被接收天线接收到。通过对接收到的反射信号进行分析处理，可以获取到物体的距离等信息，具体处理方法不属于本发明的范畴。在获取到上述信息之后，可以将距离放入一个数组中，作为判断依据。
可选地，本发明上述实施例中，步骤S104，基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体，包括：对第一信号进行处理，得到水平方向上检测到的第一物体的第一距离；判断第一物体的第一距离是否处于作业设备的作业区域内；在确定出第一距离未处于作业区域内的情况下，确定水平方向上不存在目标物体；在确定出第一距离处于作业区域内的情况下，确定水平方向上存在目标物体。
具体地，上述的作业区域可以是无人机前方航线的区域，该区域内的障碍物有可能会影响到无人机的正常作业过程。
需要说明的是，毫米波雷达在水平方向上发射雷达波，通过对反射信号进行处理，可以检测到水平方向上的障碍物(即上述的第一物体)，并计算出该障碍物与无人机的距离(即上述的第一距离)。
在一种可选的方案中，在获取到环境信息之后，首先可以判断检测到的物体在水平方向上的距离是否在无人机前方航线的区域内，如果否，则可以确定无人机的前方区域内不存在障碍物，表明无人机当前水平行进方向安全；如果是，则可以确定无人机的前方区域内存在障碍物，表明无人机当前行进方向不安全。
可选地，本发明上述实施例中，基于第二信号，确定目标物体的类型，包括：对第二信号进行处理，得到目标物体的第二距离；基于第二距离，得到目标物体与水平方向的第二夹角；在第二夹角大于或等于预设角度的情况下，确定目标物体的类型为第一类型；在第二夹角小于预设角度的情况下，确定目标物体的类型为第二类型。
具体地，上述的预设角度可以是用于判断障碍物的类型是竖直障碍物还是斜坡的角度阈值，竖直障碍物与水平方向的夹角接近90°，斜坡与水平方向的夹角较小，因此，第一类型为竖直障碍物，第二类型为斜坡。
需要说明的是，毫米波雷达在垂直方向上发射雷达波，通过对反射信号进行处理，可以检测到垂直方向上的障碍物，并计算出该障碍物与无人机的距离。当障碍物较大，例如是电线杆、树等时，毫米波雷达既可以在水平方向上检测到该障碍物，又可以在垂直方向上检测到该障碍物，因此，在垂直方向上检测到的第二物体与第一物体相同，从而可以得到该障碍物与无人机的第二距离。
在一种可选的方案中，在确定无人机的前方区域内存在障碍物之后，为了进一步确定障碍物的类型，可以结合该障碍物在垂直方向的距离，从而得到障碍物与水平方向的夹角，根据夹角的大小可以判定当前坡度无人机是否可以越过，也即，可以确定该障碍物的类型是竖直障碍物还是斜坡。
如图5所示，当无人机前方遇到斜坡时，无人机的F区域内会检测到物体，相应的距离为L，但是，仅仅依靠距离L无法判断该物体是否为斜坡，此时可以结合A区域内的探测数据，得到物体与水平面的第一夹角θ，从而确定该物体为斜坡。当识别到前方的斜坡时，无人机无需避障，只需要根据第一夹角θ提升高度，从而可以爬坡飞行。
如图6所示，当无人机前方遇到竖直障碍物，例如，一棵树时，无人机的F区域内会检测到障碍物，其相应的距离为L，通过结合A区域内的探测数据，得到障碍物与水平面的夹角θ接近90°，从而确定该障碍物为竖直障碍物，当确定前方为障碍物时，则需要避开障碍物。
可选地，本发明上述实施例中，基于第二距离，得到目标物体与水平方向的第二夹角，包括：将目标物体的多个位置对应的第二距离进行拟合，得到拟合后的直线的斜率；获取斜率的反正切函数，得到夹角。
在一种可选的方案中，如图5和图6所示，结合A区域内的探测数据，获取第二夹角θ的方法如下，首先获取垂直方向每个位置对应的距离，将这些距离拟合成一条直线，即可得到直线的斜率，通过反正切函数即可得到第二夹角θ。
可选地，本发明上述实施例中，在确定出水平方向不存在目标物体的情况下，上述方法还包括：获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号；基于第二信号，判断作业设备的垂直方向上是否存在目标物体；在确定出垂直方向上存在目标物体的情况下，确定目标物体的类型为第三类型。
具体地，上述的第三类型为水平障碍物，而且并未位于无人机所在水平面上。
在一种可选的方案中，如果无人机的F区域内未检测到障碍物，则可以进一步判断A区域内是否检测到障碍物，如果检测到障碍物，则可以确定该障碍物为水平障碍物。
可选地，本发明上述实施例中，基于第二信号，判断作业设备的垂直方向上是否存在目标物体，包括：对第二信号进行处理，得到水平方向上检测到的第二物体的第一距离；基于第二物体的第二距离，得到第二物体与作业设备在垂直方向上的高度；判断高度是否处于作业设备的安全范围内；在确定出高度未处于安全范围内的情况下，确定垂直方向上不存在目标物体；在确定出高度处于作业设备的安全范围内的情况下，确定垂直方向上存在目标物体。
具体地，上述的安全范围可以是垂直方向上，以无人机为中心的安全高度范围，例如，安全范围可以是以无人机为中心的上下2m的范围，但不仅限于此，可以根据无人机的实际尺寸进行设置，以确保无人机可以正常通过。
需要说明的是，毫米波雷达在垂直方向上发射雷达波，通过对反射信号进行处理，可以检测到垂直方向上的障碍物(即上述的第二物体)，并计算出该障碍物与无人机的距离(即上述的第二距离)。当障碍物位于无人机所在水平面以上或者以下，例如是电线时，毫米波雷达仅可以在垂直方向上检测到该障碍物，因此，上述的第一物体和第二物体可以不同。
在一种可选的方案中，在确定无人机的前方区域内不存在障碍物之后，可以进一步通过物体在水平方向和垂直方向上的距离，得到物体与无人机的高度，进一步判断该高度是否处于安全高度范围内，如果是，则可以确定无人机的前方区域内存在障碍物，表明无人机当前行进方向不安全；如果否，则可以确定无人机的前方区域内不存在障碍物，表明无人机当前垂直行进方向安全，也即，无人机当前行进方向安全。
可选地，本发明上述实施例中，基于第二物体的第二距离，得到第二物体与作业设备在垂直方向上的高度，包括：获取第二物体的第二距离与水平方向的第一夹角；获取第一夹角的正弦值；获取正弦值与第二物体的第二距离的乘积，得到高度。
在一种可选的方案中，由于可以获取到垂直方向360°的障碍物的距离信息，因此，可以获取检测到物体时毫米波雷达从水平方向选择过的角度，从而得到第一夹角，进一步根据正弦函数，可以得到该物体与无人机所在水平面的高度。
如图7所示，当无人机前方区域到水平障碍物，例如，电线时，无人机的A区域内会检测到障碍物，其相应的距离为L，并且根据毫米波雷达的旋转角度，可以确定L与水平面的夹角θ，从而可以得到高度h2。如果h2>安全高度H1，则表明当前环境安全，无人机可以通过；如果h2≤H1，则可以确定该障碍物为水平障碍物。
实施例2
根据本发明实施例，提供了一种目标物体的识别装置的实施例。
图8是根据本发明实施例的一种目标物体的识别装置的示意图，如图8所示，该装置包括：
第一获取模块82，用于获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号。
具体地，上述的作业设备可以是植保无人机，无人机机体的水平方向和垂直方向上安装有采集装置，能够采集到用于表征无人周围环境的环境信息的信号，采集装置可以是激光雷达、红外、基于视觉的装置或者毫米波雷达，本发明对此不作具体限定，只要可以获取到无人机周围环境的环境信息即可。
无人机航线作业过程如图2所示，无人机从当前点起飞，飞到第一个作业点A后沿着航线作业，到最后一个点B，然后返回起飞点。无人机的水平方向如图3所示，图3中的V方向为无人机的飞行方向，F、L、R区域分别为无人机飞行的前、左、右区域。无人机的垂直方向如图4所示，图4中的A区域为无人机飞行的垂直区域。
上述的环境信息可以是无人机飞行前方区域和垂直区域内，包含的障碍物的信息，例如，无人机水平前方区域和垂直区域内，障碍物与无人机的距离，障碍物的位置等。
判断模块84，用于基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体。
具体地，上述的目标物体可以是无人机行进方向上的障碍物，例如，可以是一棵树，一根电线杆，一根电线，一个斜坡等，本发明对此不作具体限定。
第三获取模块86，用于在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号。
确定模块88，用于基于第二信号，确定目标物体的类型。
具体地，目标物体的类型可以包括：竖直障碍物，水平障碍物，斜坡等，由于不同的障碍物，对无人机的影响不同，例如，对于竖直障碍物会影响无人机的当前前进航线，水平障碍物会影响无人机的当前高度，而斜坡既会影响无人机的当前前进航线，又会影响影响无人机的当前高度。
在一种可选的方案中，在无人机飞行的过程中，可以首先获取无人机的水平方向和垂直方向上的环境信息，将环境信息作为判断依据，判断行进方向上是否存在障碍物，以及障碍物的具体类型，从而对无人机的作业参数进行控制，以确保无人机的安全飞行，完成整个作业任务。
通过本发明上述实施例，可以通过获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号，基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体，在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号，并基于第二信号，确定目标物体的类型，实现对作业设备的行进方向上的目标物体进行识别的目的。与现有技术相比，可以在作业设备飞行过程中，检测作业设备的行进方向上存在的目标物体的类型，从而达到提高作业设备飞行的稳定性和安全性，提高作业设备的可靠性的技术效果，进而解决了相关技术中无法识别作业设备行进方向上的目标物体，导致作业设备安全性差的技术问题。
实施例3
根据本发明实施例，提供了一种作业设备的实施例。
图9是根据本发明实施例的一种作业设备的示意图，如图9所示，该作业设备包括：
采集装置92，用于采集水平方向上的第一信号，以及垂直方向上的第二信号。
具体地，上述的作业设备可以是植保无人机，无人机机体的水平方向和垂直方向上安装有采集装置，能够采集到用于表征无人周围环境的环境信息的信号，采集装置可以是激光雷达、红外、基于视觉的装置或者毫米波雷达，本发明对此不作具体限定，只要可以获取到无人机周围环境的环境信息即可。
无人机航线作业过程如图2所示，无人机从当前点起飞，飞到第一个作业点A后沿着航线作业，到最后一个点B，然后返回起飞点。无人机的水平方向如图3所示，图3中的V方向为无人机的飞行方向，F、L、R区域分别为无人机飞行的前、左、右区域。无人机的垂直方向如图4所示，图4中的A区域为无人机飞行的垂直区域。
上述的环境信息可以是无人机飞行前方区域和垂直区域内，包含的障碍物的信息，例如，无人机水平前方区域和垂直区域内，障碍物与无人机的距离，障碍物的位置等。
控制器94，与采集装置连接，用于基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体，在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，基于第二信号，确定目标物体的类型。
具体地，上述的目标物体可以是无人机行进方向上的障碍物，例如，可以是一棵树，一根电线杆，一根电线，一个斜坡等，本发明对此不作具体限定。目标物体的类型可以包括：竖直障碍物，水平障碍物，斜坡等，由于不同的障碍物，对无人机的影响不同，例如，对于竖直障碍物会影响无人机的当前前进航线，水平障碍物会影响无人机的当前高度，而斜坡既会影响无人机的当前前进航线，又会影响影响无人机的当前高度。
在一种可选的方案中，在无人机飞行的过程中，可以首先获取无人机的水平方向和垂直方向上的环境信息，将环境信息作为判断依据，判断行进方向上是否存在障碍物，以及障碍物的具体类型，从而对无人机的作业参数进行控制，以确保无人机的安全飞行，完成整个作业任务。
通过本发明上述实施例，可以通过获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号，基于第一信号，判断作业设备的水平方向上是否存在目标物体，在确定出水平方向上存在目标物体的情况下，获取采集装置采集到的垂直方向上的第二信号，并基于第二信号，确定目标物体的类型，实现对作业设备的行进方向上的目标物体进行识别的目的。与现有技术相比，可以在作业设备飞行过程中，检测作业设备的行进方向上存在的目标物体的类型，从而达到提高作业设备飞行的稳定性和安全性，提高作业设备的可靠性的技术效果，进而解决了相关技术中无法识别作业设备行进方向上的目标物体，导致作业设备安全性差的技术问题。
可选地，本发明上述实施例中，采集装置包括：毫米波雷达，用于在水平方向上的第一区域内发送雷达波，并接收返回的第一信号，并在垂直方向上的第二区域内发送雷达波，接收返回的第二信号。
具体地，由于无人机飞行环境复杂，周围粉尘较多，且环境光线复杂，植保无人机喷洒的农药为雾滴状且有粘性，激光雷达、红外、基于视觉的装置等难以适应这样的环境，而毫米波雷达具有较强的穿透性，且不会受光线和粉尘的影响。在本发明实施例中，以毫米波雷达为例进行详细说明。为了能够在获取到无人机水平方向和垂直方向上的环境信息，毫米波雷达的安装方式可以是多种，例如，可以分别在机身的水平方向和垂直方向上安装多个毫米波雷达，或者直接在机身上安装多个毫米波雷达，并通过旋转装置进行旋转。
可选地，在本发明一种优选的实施例中，为了减少无人机上安装的采集装置的数量，并且确保环境信息的采集准确性，毫米波雷达可以采用如下任意一种安装方式：在作业设备上安装至少一个第一毫米波雷达和至少一个第二毫米波雷达，并通过旋转装置，控制至少一个第一毫米波雷达在水平方向上旋转，也即，可以在水平方向的360°范围内旋转，控制至少一个第二毫米波雷达在垂直方向上旋转，也即，可以在垂直方向的360°范围内旋转；在作业设备的水平方向上安装多个第一毫米波雷达，并在作业设备的垂直方向上安装多个第二毫米波雷达，多个第一毫米波雷达的监测角度之和为第一预设角度，多个第二毫米波雷达的监测角度之和为第二预设角度，其中，上述的第一预设角度和第二预设角度均可以是360°。
另外，通过在旋转装置上安装多个毫米波雷达，从而可以获取更多的冗余数据，而且数据获取频率提高，例如，在旋转装置上安装一个毫米波雷达，需要控制旋转装置旋转一周才能获取到360°的环境信息，而安装两个毫米波雷达，只需要控制旋转装置旋转半周即可获取到360°的环境信息。实际使用过程中，可以根据成本和效率进行综合考虑，确定最终安装的毫米波雷达的数量。
进一步地，可以在作业设备的水平方向上安装四个毫米波雷达，并在作业设备的垂直方向上安装多个毫米波雷达，每个毫米波雷达的监测角度为90°，也即，毫米波雷达的水平方位角为90°。例如，可以在无人机前后左右四个方向上安装四个毫米波雷达，每个毫米波雷达的监测角度为90°，并且确保每个毫米波雷达的监测方向不出现重叠，从而四个毫米波雷达可以采集到无人机水平方向360°范围内的环境信息。垂直方向类似，在无人机上下各安装两个雷达，并且确保每个毫米波雷达的监测方向不出现重叠，从而四个毫米波雷达可以采集到无人机垂直方向360°范围内的环境信息。
在一种可选的方案中，毫米波雷达通过发射天线发送雷达波，雷达波经过物体反射，被接收天线接收到。通过对接收到的反射信号进行分析处理，可以获取到物体的距离等信息，具体处理方法不属于本发明的范畴。在获取到上述信息之后，可以将距离放入一个数组中，作为判断依据。
实施例4
根据本发明实施例，提供了一种存储介质的实施例，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述实施例1中的目标物体的识别方法。
实施例5
根据本发明实施例，提供了一种处理器的实施例，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述实施例1中的目标物体的识别方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种目标物体的识别方法，其特征在于，包括：
获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号；
基于所述第一信号，判断所述作业设备的水平方向上是否存在目标物体；
在确定出所述水平方向上存在所述目标物体的情况下，获取所述采集装置采集到的垂直方向上的第二信号；
基于所述第二信号，确定所述目标物体的类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号，包括：通过毫米波雷达在所述水平方向上的第一区域内发送雷达波，并接收返回的所述第一信号；
获取所述采集装置采集到的垂直方向上的第二信号，包括：通过所述毫米波雷达在所述垂直方向上的第二区域内发送雷达波，并接收返回的所述第二信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述毫米波雷达的安装方式包括如下之一：
在所述作业设备上安装至少一个第一毫米波雷达和至少一个第二毫米波雷达，其中，所述至少一个第一毫米波雷达在水平方向上旋转，所述至少一个第二毫米波雷达在垂直方向上旋转；
在所述作业设备的水平方向上安装多个第一毫米波雷达，并在所述作业设备的垂直方向上安装多个第二毫米波雷达，其中，所述多个第一毫米波雷达的检测角度之和为第一预设角度，所述多个第二毫米波雷达的监测角度之和为第二预设角度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述第一信号，判断所述作业设备的水平方向上是否存在目标物体，包括：
对所述第一信号进行处理，得到水平方向上检测到的第一物体的第一距离；
判断所述第一物体的第一距离是否处于所述作业设备的作业区域内；
在确定出所述第一距离未处于所述作业区域内的情况下，确定所述水平方向上不存在所述目标物体；
在确定出所述第一距离处于所述作业区域内的情况下，确定所述水平方向上存在所述目标物体。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述第二信号，确定所述目标物体的类型，包括：
对所述第二信号进行处理，得到所述目标物体的第二距离；
基于所述第二距离，得到所述目标物体与水平方向的第二夹角；
在所述第二夹角大于或等于预设角度的情况下，确定所述目标物体的类型为第一类型；
在所述第二夹角小于所述预设角度的情况下，确定所述目标物体的类型为第二类型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述第二距离，得到所述目标物体与水平方向的第二夹角，包括：
将所述目标物体的多个位置对应的第二距离进行拟合，得到拟合后的直线的斜率；
获取所述斜率的反正切函数，得到所述夹角。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定出所述水平方向不存在所述目标物体的情况下，所述方法还包括：
获取所述采集装置采集到的垂直方向上的第二信号；
基于所述第二信号，判断所述作业设备的垂直方向上是否存在所述目标物体；
在确定出所述垂直方向上存在所述目标物体的情况下，确定所述目标物体的类型为第三类型。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述第二信号，判断所述作业设备的垂直方向上是否存在所述目标物体，包括：
对所述第二信号进行处理，得到水平方向上检测到的第二物体的第一距离；
基于所述第二物体的第二距离，得到所述第二物体与所述作业设备在垂直方向上的高度；
判断所述高度是否处于所述作业设备的安全范围内；
在确定出所述高度未处于所述安全范围内的情况下，确定所述垂直方向上不存在所述目标物体；
在确定出所述高度处于所述作业设备的安全范围内的情况下，确定所述垂直方向上存在所述目标物体。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述第二物体的第二距离，得到所述第二物体与所述作业设备在垂直方向上的高度，包括：
获取所述第二物体的第二距离与水平方向的第一夹角；
获取所述第一夹角的正弦值；
获取所述正弦值与所述第二物体的第二距离的乘积，得到所述高度。
10.一种目标物体的识别装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取作业设备上安装的采集装置采集到的水平方向上的第一信号；
判断模块，用于基于所述第一信号，判断所述作业设备的水平方向上是否存在目标物体；
第二获取模块，用于在确定出所述水平方向上存在所述目标物体的情况下，获取所述采集装置采集到的垂直方向上的第二信号；
确定模块，用于基于所述第二信号，确定所述目标物体的类型。
11.一种作业设备，其特征在于，包括：
采集装置，用于采集水平方向上的第一信号，以及垂直方向上的第二信号；
控制器，与所述采集装置连接，用于基于所述第一信号，判断所述作业设备的水平方向上是否存在目标物体，在确定出所述水平方向上存在所述目标物体的情况下，基于所述第二信号，确定所述目标物体的类型。
12.根据权利要求11所述的作业设备，其特征在于，所述采集装置包括：
毫米波雷达，用于在所述水平方向上的第一区域内发送雷达波，接收返回的所述第一信号，并在所述垂直方向上的第二区域内发送雷达波，接收返回的所述第二信号。
13.根据权利要求12所述的作业设备，其特征在于，所述毫米波雷达的安装方式包括如下之一：
在所述作业设备上安装至少一个第一毫米波雷达和至少一个第二毫米波雷达，其中，所述至少一个第一毫米波雷达在所述水平方向上旋转，所述至少一个第二毫米波雷达在所述垂直方向上旋转；
在所述作业设备的水平方向上安装多个第一毫米波雷达，并在所述作业设备的垂直方向上安装多个第二毫米波雷达，其中，所述多个第一毫米波雷达的检测角度之和为第一预设角度，所述多个第二毫米波雷达的监测角度之和为第二预设角度。
14.根据权利要求13所述的作业设备，其特征在于，在所述作业设备的水平方向上安装四个第一毫米波雷达，并在所述作业设备的垂直方向上安装第二毫米波雷达，其中，每个第一毫米波雷达和每个第二毫米波雷达的监测角度为90°。
15.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至9中任意一项所述的目标物体的识别方法。
16.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至9中任意一项所述的目标物体的识别方法。
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