CN110675414B - 地块分割方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无人机技术领域，提供一种地块分割方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取待作业地块的所有边界线交点，根据任意一个边界线交点确定待作业地块对应的最小宽度外接矩形，并基于最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向，进一步计算出拐弯次数，之后将待作业地块分割成两个子地块，该两个子地块的拐弯次数之和小于待作业地块的拐弯次数；再按照上述方法对每个分割后的子地块再进行分割，以此循环，直至不能再进行分割，得到分割后的各个子地块，能够实现对不规则地块进行分割时，使地块利用完整同时减小无人机能耗的效果。

Description

地块分割方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种地块分割方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着无人机技术的发展，无人机可以根据设定的航线对农作物或林业进行植保作业。由于受无人机续航能力、控制范围等因素的影响，无人机一条航线所覆盖的地块面积不能过大，如果遇到面积很大的地块，则需要将该地块分割成多个子地块，再进行航线规划。

现有技术中，通常利用栅格法把待作业地块分割成多个单位，再利用这些单位进行地块分割，但是，这种方式只适用于形状规则的地块，对于形状不规则的地块，很难实现完全栅格化，从而导致无覆盖面积大大增加，使得地块利用不完整，同时，为了节约能源，通常需要无人机能以最小的能耗飞完整个地块。因此，对不规则地块进行分割时，如何使地块利用完整同时尽量减小无人机的能耗，是目前研究人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种地块分割方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决上述问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种地块分割方法，所述方法包括：获取待作业地块的边界信息，其中，所述边界信息包括所述待作业地块的所有边界线交点；依据任意一个边界线交点，确定出所述待作业地块对应的最小宽度外接矩形；基于所述最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向；依据所述无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算出所述待作业地块对应的第一拐弯次数；依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块，使得无人机沿着所述无人机飞行方向飞行时，在所述两个子地块内的拐弯次数之和小于在所述待作业地块内的第一拐弯次数；依次利用每个所述子地块替代所述待作业地块并执行所述获取待作业地块的边界信息的步骤，直至所述待作业地块不能再进行分割，得到分割后的各个子地块。

可选地，所述依据任意一个边界线交点，确定出所述待作业地块对应的最小宽度外接矩形的步骤，包括：以任意一个边界线交点为原点，在所述待作业地块中建立第一平面坐标系；在所述第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，其中，所述第一交点为横坐标最大的边界线交点，所述第二交点为横坐标最小的边界线交点，所述第三交点为纵坐标最大的边界线交点，所述第四交点为纵坐标最小的边界线交点；依据所述第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，确定出所述待作业地块对应的外接矩形；将所述第一平面坐标系按照预设角度进行旋转，得到第二平面坐标系；判断所述第二平面坐标系是否满足预设条件；若否，则利用所述第二平面坐标系替代所述第一平面坐标系，并执行所述在所述第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点的步骤，直至所述第二平面坐标系满足预设条件，得到多个外接矩形；从所述多个外接矩形中确定出所述最小宽度外接矩形。

可选地，所述基于所述最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向的步骤，包括：将所述最小宽度外接矩形的长边方向作为所述待作业地块对应的无人机飞行方向。

可选地，所述依据所述无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算所述待作业地块对应的第一拐弯次数的步骤，包括：设置多条平行航线，其中，每个所述边界线交点均在所述平行航线上，且多条平行航线与所述无人机飞行方向平行；按照所述多条平行航线，从所有边界线交点中确定出所有凸点，其中，所述凸点所在的平行航线在所述待作业地块内，且该平行航线的同侧共凸点角之和为180°；基于每个凸点所在的所述平行航线，将所述待作业地块分割为多个第一辅助地块；依据所述无人机宽度和所述无人机飞行方向，计算每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度；对每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度进行求和，得到所述待作业地块对应的无人机飞行宽度；依据所述待作业地块对应的无人机飞行宽度，按照预设公式T＝2*int(D/w)计算出所述第一拐弯次数，其中，T表示所述第一拐弯次数，int表示取整，D表示所述待作业地块对应的无人机飞行宽度，w表示所述无人机宽度。

可选地，所述依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块的步骤，包括：获得所述待作业地块的每个边界线交点对应的所有预分割线，其中，每条预分割线均为当前边界线交点与其他边界线交点的连线或连线的反向延长线，每条预分割线均处于所述待作业地块内，且每条预分割线均能将所述待作业地块预分割为两个第二辅助地块；计算每条预分割线对应的所述两个第二辅助地块的拐弯次数之和，得到多个第二拐弯次数；从所述多个第二拐弯次数中确定出目标拐弯次数，其中，所述目标拐弯次数为所述多个第二拐弯次数中的最小值，且所述目标拐弯次数小于所述第一拐弯次数；将所述目标拐弯次数对应的预分割线作为目标分割线，并依据所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块。

第二方面，本申请还提供了一种地块分割装置，所述装置包括获取模块、确定模块、计算模块、分割模块及执行模块。其中，获取模块用于获取待作业地块的边界信息，其中，所述边界信息包括所述待作业地块的所有边界线交点；确定模块用于依据任意一个边界线交点，确定出所述待作业地块对应的最小宽度外接矩形；以及基于所述最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向；计算模块用于依据所述无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算所述待作业地块对应的第一拐弯次数；分割模块用于依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块，使得无人机沿着所述无人机飞行方向飞行时，在所述两个子地块内的拐弯次数之和小于在所述待作业地块内的第一拐弯次数；执行模块用于依次利用每个所述子地块替代所述待作业地块并执行所述获取待作业地块的边界信息的步骤，直至所述待作业地块不能再进行分割，得到分割后的各个子地块。

可选地，所述确定模块执行所述依据任意一个边界线交点，确定出所述待作业地块对应的最小宽度外接矩形的方式，包括：以任意一个边界线交点为原点，在所述待作业地块中建立第一平面坐标系；在所述第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，其中，所述第一交点为横坐标最大的边界线交点，所述第二交点为横坐标最小的边界线交点，所述第三交点为纵坐标最大的边界线交点，所述第四交点为纵坐标最小的边界线交点；依据所述第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，确定出所述待作业地块对应的外接矩形；将所述第一平面坐标系按照预设角度进行旋转，得到第二平面坐标系；判断所述第二平面坐标系是否满足预设条件；若否，则利用所述第二平面坐标系替代所述第一平面坐标系，并执行所述在所述第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点的步骤，直至所述第二平面坐标系满足预设条件，得到多个外接矩形；从所述多个外接矩形中确定出所述最小宽度外接矩形。

可选地，所述确定模块执行基于所述最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向的方式，包括：将所述最小宽度外接矩形的长边方向作为所述待作业地块对应的无人机飞行方向。

可选地，所述计算模块具体用于：设置多条平行航线，其中，每个所述边界线交点均在所述平行航线上，且多条平行航线与所述无人机飞行方向平行；按照所述多条平行航线，从所有边界线交点中确定出所有凸点，其中，所述凸点所在的平行航线在所述待作业地块内，且该平行航线的同侧共凸点角之和为180°；基于每个凸点所在的所述平行航线，将所述待作业地块分割为多个第一辅助地块；依据所述无人机宽度和所述无人机飞行方向，计算每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度；对每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度进行求和，得到所述待作业地块对应的无人机飞行宽度；依据所述待作业地块对应的无人机飞行宽度，按照预设公式T＝2*int(D/w)计算出所述第一拐弯次数，其中，T表示所述第一拐弯次数，int表示取整，D表示所述待作业地块对应的无人机飞行宽度，w表示所述无人机宽度。

可选地，所述分割模块具体用于：获得所述待作业地块的每个边界线交点对应的所有预分割线，其中，每条预分割线均为当前边界线交点与其他边界线交点的连线或连线的反向延长线，每条预分割线均处于所述待作业地块内，且每条预分割线均能将所述待作业地块预分割为两个第二辅助地块；计算每条预分割线对应的所述两个第二辅助地块的拐弯次数之和，得到多个第三拐弯次数；从所述多个第三拐弯次数中确定出目标拐弯次数，其中，所述目标拐弯次数为所述多个第三拐弯次数中的最小值，且所述目标拐弯次数小于所述第一拐弯次数；将所述目标拐弯次数对应的预分割线作为目标分割线，并依据所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块。

第三方面，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的地块分割方法。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的地块分割方法。

相对现有技术，本申请提供的一种地块分割方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取待作业地块的所有边界线交点，根据任意一个边界线交点确定待作业地块对应的最小宽度外接矩形，并基于最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向，进一步计算出拐弯次数，之后将待作业地块分割成两个子地块，该两个子地块的拐弯次数之和小于待作业地块的拐弯次数；再按照上述方法对每个分割后的子地块再进行分割，以此循环，直至不能再进行分割，得到分割后的各个子地块。本申请中的无人机飞行方向是根据待作业地块对应的最小宽度外接矩形确定的，使得得到的各个子地块能够完全覆盖待作业地块，从而使地块利用完整，同时，每次划分后的两个子地块的拐弯次数之和都小于分割前的拐弯次数，由于无人机拐弯时的能耗大于匀速向前飞行时的能耗，所以拐弯次数少，无人机的能耗就能相应减少，从而实现对不规则地块进行分割时，使地块利用完整同时减小无人机能耗的效果。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的无人机飞行方式示例图。

图2示出了本申请实施例提供的地块分割方法的一种流程示意图。

图3示出了本申请实施例提供的地块分割方法的另一种流程示意图。

图4示出了本申请实施例提供的地块分割方法的一个应用示例图。

图5示出了本申请实施例提供的无人机飞行方向示例图。

图6示出了本申请实施例提供的地块分割方法的一个应用示例图。

图7示出了本申请实施例提供的地块分割方法的另一种流程示意图。

图8示出了本申请实施例提供的地块分割方法的另一种流程示意图。

图9示出了本申请实施例提供的地块分割方法的一个应用示例图。

图10示出了本申请实施例提供的地块分割方法的一个应用示例图。

图11示出了本申请实施例提供的地块分割装置的方框示意图。

图12示出了本申请实施例提供的电子设备的方框示意图。

图标：10-电子设备；11-处理器；12-存储介质；13-总线；100-地块分割装置；101-获取模块；102-确定模块；103-计算模块；104-分割模块；105-执行模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

无人机植保即利用无人机进行农林植物保护作业，作业时通常采用自主飞行模式(即无人机根据设定的航线自动飞行)或者由驾驶员通过遥控器控制无人机飞行。

对于自主飞行模式而言，航线规划是作业前一个重要的准备步骤。航线规划指的是计算机软件系统或者其他控制系统根据待作业地块的坐标(通常是地块的平面投影坐标)信息，计算出一条覆盖整个地块的合理的航线。由于受无人机续航能力、控制范围等因素的影响，无人机一条航线所覆盖的地块面积不能过大，如果遇到面积很大的地块，则需要将该地块分割成多个子地块，再进行航线规划。

同时，无人机在飞行过程中，其消耗的能源是跟其拐弯次数成正比的，这是因为，无人机在匀速向前飞行的过程中只需要克服重力进行做功，这个期间所消耗的能源比较少；而在拐弯的时候，无人机需要先减速，再拐弯，这个期间无人机要不断克服惯性进行做功，消耗的能源比较多。所以要使无人机以最小的能耗飞完整个地块，就是要使无人机的拐弯次数尽可能的小。

目前，在进行植保作业时，无人机主要有两种飞行方式，包括反复飞行和螺旋飞行。如图1所示，图1(a)表示反复飞行方式，图1(b)表示螺旋飞行方式，其中，W是指待作业地块的宽度，D是指待作业地块对应的无人机飞行宽度，L是指待作业地块的长度，w是指无人机宽度，l是指为了避免无人机重喷或者喷出地块外而选择不喷的宽度，且l<w，即选择不喷的宽度小于无人机宽度。图1(a)中无人机是以自下往上的方向进行反复飞行的，同时无人机的拐弯次数满足T＝2*int(D/w)，其中，int表示取整；图1(b)中无人机是以由外而内的方向进行螺旋飞行的，同时无人机的拐弯次数也满足T＝2*int(D/w)。由此可见，在反复飞行和螺旋飞行这两种飞行方式下，无人机的拐弯次数T都是与待作业地块对应的无人机飞行宽度D成正比的，同时，对于形状规则的地块，反复飞行和螺旋飞行这两种飞行方式下无人机的拐弯次数是一样的。

但是，如果待作业地块的形状是不规则，例如，图1(c)所示的“凹”形地块，显然，反复飞行方式下的拐弯次数要远远小于螺旋飞行方式下的拐弯次数，也就是，反复飞行方式的适用性更好，因此，本申请下述实施例中的飞行方式均采用反复飞行方式。

因此，对于一些形状不规则且面积较大的地块，在进行地块分割时，需要解决以下两方面的问题：一是划分后的各个子地块要完全覆盖待作业地块，使得地块完整利用；二是需要尽量减少无人机的拐弯次数，使得无人机能够以最小的能耗飞完整个地块。

为了解决上述问题，本申请提供一种地块分割方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取待作业地块的所有边界线交点将待作业地块划分为各个子地块，分割后的各个子地块能够完全覆盖待作业地块，同时无人机在各个子地块中的拐弯次数之和小于在待作业地块中的拐弯次数，从而实现对不规则地块进行分割时，使地块利用完整同时减小无人机的能耗的效果，下面进行详细介绍。

请参照图2，图2示出了本申请实施例提供的地块分割方法的一种流程示意图。该地块分割方法应用于电子设备，该电子设备可以是终端、服务器、地面工作站、无人机等，终端可以是智能手机、平板电脑、便携式笔记本电脑、台式电脑等，该地块分割方法包括以下步骤：

步骤S101，获取待作业地块的边界信息，其中，边界信息包括待作业地块的所有边界线交点。

在本实施例中，边界信息包括待作业地块中各条边界线相交的交点，也就是待作业地块中的所有边界线交点。该边界信息可以是通过测绘机采集得到的，也可以是本领域技术人员以任何能获取到的方式得到的，例如以人工测绘的方式得到的。

步骤S102，依据任意一个边界线交点，确定出待作业地块待作业地块对应的最小宽度外接矩形。

在本实施例中，最小宽度外接矩形是当前地块的所有外接矩形中宽度最小的，可以利用当前地块的边界线来找出最小宽度外接矩形，获取到待作业地块的所有边界点交点之后，就能依据任意一个边界线交点来找出待作业地块的最小宽度外接矩形，请参照图3，步骤S102可以包括以下子步骤：

子步骤S1021，以任意一个边界线交点为原点，在待作业地块中建立第一平面坐标系。例如，请参照图4，图4(a)表示待作业地块，依据4(a)中最下方的边界线交点为原点o，以水平向右为x轴正方向建立第一平面坐标系xoy，如图4(b)所示。

子步骤S1022，在所第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，其中，第一交点为横坐标最大的边界线交点，第二交点为横坐标最小的边界线交点，第三交点为纵坐标最大的边界线交点，第四交点为纵坐标最小的边界线交点。例如，请参照图4(b)，在第一平面坐标系xoy下，确定出待作业地块的第一交点为边界线交点B，第二交点和第三交点均为边界线交点A，第四交点为原点o。

子步骤S1023，依据第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，确定出待作业地块对应的外接矩形。例如，请参照图4(b)，得到第一交点B、第二交点和第三交点A、第四交点o之后，便可根据该四个交点得到待作业地块的第一个外接矩形。

子步骤S1024，将第一平面坐标系按照预设角度进行旋转，得到第二平面坐标系。例如，请参照图4(b)，将第一平面坐标系xoy按照逆时针方向旋转预设角度α(例如，0.01°)，得到第二平面坐标系x1oy1，如图4(c)所示；可以将第一平面坐标系xoy中的x轴按照预设角度进行旋转，也可以将第一平面坐标系xoy中的y轴按照预设角度进行旋转，在此不作限定；

子步骤S1025，判断第二平面坐标系是否满足预设条件。

如果第二平面坐标系不满足预设条件，则执行子步骤S1026，如果第二平面坐标系不满足预设条件，则执行子步骤S1027。预设条件可以是第二平面坐标系相比于第一平面坐标系，沿同一方向旋转了90°或者180°，例如，图5中第二平面坐标系x1oy1与第一平面坐标系xoy相比，沿逆时针方向旋转了90°或者180°。

子步骤S1026，如果第二平面坐标系不满足预设条件，则利用第二平面坐标系替代第一平面坐标系并执行子步骤S1021，直至第二平面坐标系满足预设条件，得到多个外接矩形。

例如，请参照图4(c)，得到第二平面坐标系x1oy1后，显然此时的第二平面坐标系x1oy1不满足预设条件，则将该第二平面坐标系x1oy1作为新的第一平面坐标系xoy，并再次执行上述子步骤S1021～S1025的过程，得到待作业地块的第二个外接矩形，以此循环，直至第二平面坐标系满足预设条件，便可得到待作业地块的多个外接矩形，一个第一平面坐标系对应一个外接矩形。

子步骤S1027，从多个外接矩形中确定出最小宽度外接矩形。

在本实施例中，得到待作业地块的多个外接矩形之后，统计每个外接矩形的宽度，并将其中宽度最小的外接矩形作为待作业地块的最小宽度外接矩形。

步骤S103，基于最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向。

在本实施例中，任意一个地块在不分割子地块的情况下，无人机是按照同一个方向进行反复飞行的，这个方向就是无人机飞行方向，本实施例中用k表示。从前述分析可知，无人机的拐弯次数T都是与待作业地块对应的无人机飞行宽度D成正比的，要使无人机的拐弯次数T减小，也就是要使待作业地块对应的无人机飞行宽度D减小，而不同的无人机飞行方向k下，待作业地块对应的无人机飞行宽度D也会不同，例如，请参照图5，图5(a)表示k＝0，此时D＝d1+d2+d3；图5(b)表示k＝∞，此时D＝d4。

因此，通常需要遍历k从0到∞、或者k从－∞到0的所有情况，才能得到一个待作业区域中所有无人机飞行方向k下最小的无人机飞行宽度D。但是，这样的时间成本太高，因此本申请通过找出待作业区域的最小宽度外接矩形，并基于待作业地块的最小宽度外接矩形确定出该作业地块对应的无人机飞行方向，例如，将该地块的最小宽度外接矩形的长边方向、短边方向、对角线方向等设置为该地块的飞行方向。

同时，为了减少飞行机在该地块中飞行时的拐弯次数同时提高地块的作业覆盖率，可以将该地块的最小外接宽度矩形的长边方向设置为该地块的飞行方向，也就是，可以将最小宽度外接矩形的宽度认为是无人机飞行宽度D，将最小宽度外接矩形的长边方向作为待作业地块对应的无人机飞行方向k。

步骤S104，依据无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算出待作业地块对应的第一拐弯次数。

在本实施例中，确定出待作业地块对应的无人机飞行方向k之后，便可以根据无人机飞行方向k和无人机宽度w来计算待作业地块对应的第一拐弯次数。第一拐弯次数指的是，在待作业地块中以无人机飞行方向k进行反复飞行时，无人机的总拐弯次数，第一拐弯次数可以用T表示。

对于形状简单的地块来说，例如，图4(a)所示的地块，得到最小宽度外接矩形之后，最小宽度外接矩形的宽度就是无人机飞行宽度D，此时按照公式T＝2*int(D/w)，即可计算出第一拐弯次数。但是，如果地块的形状比较复杂，例如，请参照图6，6(a)所示的地块形状比较复杂，图6(b)所示的最小宽度外接矩形的宽度显然不是无人机飞行宽度D，此时，可以将待作业地块简单划分为多个形状简单的子地块，并按照无人机飞行方向k和无人机宽度w确定出各个子地块的无人机飞行宽度d，再将多个无人机飞行宽度d之和作为待作业地块的无人机飞行宽度D，之后再代入公式T＝2*int(D/w)，即可计算出第一拐弯次数，下面进行详细描述。

请参照图7，步骤S104可以包括以下子步骤：

子步骤S1041，设置多条平行航线，其中，每个边界线交点均在平行航线上，且多条平行航线与无人机飞行方向平行。

在本实施例中，平行航线是与步骤S103中确定出来的无人机飞行方向k平行的航线，且一条平行航线经过至少一个边界线交点，也就是说，过每个边界线交点，按照无人机飞行方向k，设置多条平行航线，如图6(b)中所示的虚线即为多条平行航线。

子步骤S1042，按照多条平行航线，从所有边界线交点中确定出所有凸点，其中，凸点所在的平行航线在待作业地块内，且该平行航线的同侧共凸点角之和为180°。

在本实施例中，每个凸点均需要满足两个条件：一是凸点所在的平行航线在待作业地块内；二是凸点所在的平行航线的同侧共凸点角之和为180°，同侧共凸点角指的是位于凸点所在的平行航线的同一侧且顶点为该凸点的夹角。例如，请参照图6(c)，6(c)中的边界线交点A、B、C即为确定出来的所有凸点。以6(c)中的边界线交点C为例，该边界线交点C所在的平行航线PQ在待作业地块内，且该平行航线PQ的同侧共凸点角之和为180°，即，∠PCN+∠NCM+∠MCQ＝180°。

子步骤S1043，基于每个凸点所在的平行航线，将待作业地块分割为多个第一辅助地块。

在本实施例中，从待作业地块的所有边界线交点中确定出所有凸点之后，以每个凸点所在的平行航线作为分割线，将待作业地块分割为多个第一辅助地块，例如，请参照图6(c)，6(c)中的地块1、2、3、4、5、6、7均为第一辅助地块。

子步骤S1044，依据无人机宽度和无人机飞行方向，计算每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度。

在本实施例中，将待作业地块分割为多个第一辅助地块后，由于无人机的飞行方式为反复飞行，则可以按照无人机飞行方向k和无人机宽度w确定出各个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度d，也就是说，在每个第一辅助地块内，无人机均按照无人机飞行方向k进行反复飞行，而无人机宽度w是定值，这样就能得到每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度d。例如，请参照图6(c)，6(c)中第一辅助地块1、2、3、4、5、6、7对应的无人机飞行宽度依次为d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7。

子步骤S1045，对每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度进行求和，得到待作业地块对应的无人机飞行宽度。

在本实施例中，计算出每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度d后，对每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度d进行求和，即可得到待作业地块对应的无人机飞行宽度D。例如，请参照图6(c)，6(c)中待作业地块对应的无人机飞行宽度D＝d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7。

子步骤S1046，依据待作业地块对应的无人机飞行宽度，按照预设公式T＝2*int(D/w)计算出第一拐弯次数，其中，T表示第一拐弯次数，int表示取整，D表示待作业地块对应的无人机飞行宽度，w表示无人机宽度。

步骤S105，依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用目标分割线将待分割地块待作业地块分割为两个子地块，使得无人机沿着无人机飞行方向飞行时，在两个子地块内的拐弯次数之和小于在待作业地块内的第一拐弯次数。

在本实施例中，按照步骤S101～S104所示的过程得到待分割区域的所有边界线交点、无人机飞行方向k和第一拐弯次数T之后，首先，确定出过每个边界线交点对应的所有预分割线，每条预分割线均处于待作业地块内，且每条预分割线均能将待作业地块预分割为两个子地块；然后，按照无人机飞行方向k和无人机宽度w，计算每条预分割线分割后的两个子地块对应的拐弯次数之和，也就是无人机沿着无人机飞行方向k飞行时，在两个子地块内的拐弯次数之和，并将两个子地块内的拐弯次数之和小于第一拐弯次数的预分割线作为目标分割线；最后，利用目标分割线将待分割地块待作业地块分割为两个子地块。如果两个子地块内的拐弯次数之和小于第一拐弯次数的预分割线有多条，则可以任意选择一条作为目标分割线。

请参照图8，请参照图8，步骤S105可以包括以下子步骤：

子步骤S1051，获得待作业地块的每个边界线交点对应的所有预分割线，其中，每条预分割线均为当前边界线交点与其他边界线交点的连线或连线的反向延长线，每条预分割线均处于待作业地块内，且每条预分割线均能将待作业地块预分割为两个第二辅助地块。

例如，请参照图9，图9中的黑点为边界线交点，需要确定出每个分界线交点对应的所有预分割线，以边界线交点A为例，可以得到边界线交点A对应的所有预分割线为L1、L2、L3、L4、L5，其中，L1、L2、L3、L4、L5均处于待作业地块内，L1和L3为边界线交点A与其他边界线交点的连线的反向延长线，L2、L4、L5为边界线交点A与其他边界线交点的连线。

子步骤S1052，计算每条预分割线对应的两个第二辅助地块的拐弯次数之和，得到多个第三拐弯次数。

在本实施例中，对于每条预分割线对应的两个第二辅助地块，都可以先按照无人机飞行方向k和无人机宽度w确定出无人机飞行宽度D1和D2；然后根据无人机飞行宽度D1和D2计算出对应的拐弯次数T1和T2；再计算出两个第二辅助地块的拐弯次数之和T1+T2，也就是第三拐弯次数。

子步骤S1053，从多个第三拐弯次数中确定出目标拐弯次数，其中，目标拐弯次数为多个第三拐弯次数中的最小值，且目标拐弯次数小于第一拐弯次数。

在本实施例中，计算出每条预分割线对应的两个第二辅助地块的拐弯次数之和，即第三拐弯次数之后，从多个第三拐弯次数T1+T2中找出最小值，同时判断这个最小的第三拐弯次数T1+T2是否小于待作业地块的第一拐弯次数T，如果是，则将这个最小的第三拐弯次数T1+T2作为目标拐弯次数。

子步骤S1054，将目标拐弯次数对应的预分割线作为目标分割线，并依据目标分割线将待作业地块分割为两个子地块。

例如，请参照图10，对于图10(a)所示的待作业地块，假设预分割线L1对应的第三拐弯次数为目标拐弯次数，则将预分割线L1作为目标分割线，并依据目标分割线L1将待作业地块分割为两个子地块1和2，如图10(b)所示。

步骤S106，依次利用每个子地块替代待作业地块并执行获取待作业地块的边界信息的步骤，直至待作业地块不能再进行分割，得到分割后的各个子地块。

在本实施例中，按照步骤S101～S105介绍的过程，将待作业地块分割为两个子地块之后，依次利用每个子地块分别替代待作业地块并重复执行步骤S101～S105的过程，以此循环，直至不能再进行分割，这样就完成了待作业地块的分割。例如，图10(b)中的目标分割线L1将待作业地块分割为两个子地块1和2之后，执行步骤S101～S105的过程对两个子地块1和2分别进行分割，假设子地块1不能再分割，而子地块2能被目标分割线L2分割为子地块3和4，如图10(c)所示；再执行步骤S101～S105的过程对两个子地块3和4分别进行分割，假设子地块3不能再分割，而子地块4能被目标分割线L3分割为子地块5和6，如图10(d)所示；再执行步骤S101～S105的过程对两个子地块5和6分别进行分割，假设均不能再次进行分割，则完成了待作业地块的分割，得到分割后的子地块1、3、5、6。

与现有技术相比，本申请实施例具有以下有益效果：

首先，本申请中的无人机飞行方向是根据待作业地块对应的最小宽度外接矩形确定的，使得得到的各个子地块能够完全覆盖待作业地块，从而使地块利用完整，同时，每次划分后的两个子地块的拐弯次数之和都小于分割前的拐弯次数，实现了对不规则地块进行分割时，使地块利用完整同时减小无人机能耗的效果。

其次，本申请通过将待作业地块简单划分为多个形状简单的子地块，并按照无人机飞行方向k和无人机宽度w确定出各个子地块的无人机飞行宽度d，进而得到待作业地块的无人机飞行宽度D和第一拐弯次数T，从而使第一拐弯次数的计算更加精确，从而提高分割精度。

为了执行上述方法实施例及各个可能的实施方式中的相应步骤，下面给出一种地块分割装置的实现方式。请参照图11，图11示出了本申请实施例提供的地块分割装置100的方框示意图。地块分割装置100应用于电子设备，该地块分割装置100包括：获取模块101、确定模块102、计算模块103、分割模块104及执行模块105。

获取模块101，用于获取待作业地块的边界信息，其中，边界信息包括待作业地块的所有边界线交点。

确定模块102，用于依据任意一个边界线交点，确定出待作业地块对应的最小宽度外接矩形；以及基于最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向。

可选地，确定模块102执行依据任意一个边界线交点，确定出待作业地块对应的最小宽度外接矩形的方式，包括：以任意一个边界线交点为原点，在待作业地块中建立第一平面坐标系；在所第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，其中，第一交点为横坐标最大的边界线交点，第二交点为横坐标最小的边界线交点，第三交点为纵坐标最大的边界线交点，第四交点为纵坐标最小的边界线交点；依据第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，确定出待作业地块对应的外接矩形；将第一平面坐标系按照预设角度进行旋转，得到第二平面坐标系；判断第二平面坐标系是否满足预设条件；若否，则利用第二平面坐标系替代所述第一平面坐标系，并执行在第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点的步骤，直至第二平面坐标系满足预设条件，得到多个外接矩形；从多个外接矩形中确定出最小宽度外接矩形。

可选地，确定模块102执行基于最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向的方式，包括：将最小宽度外接矩形的长边方向作为待作业地块对应的无人机飞行方向。

计算模块103，用于依据无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算出待作业地块对应的第一拐弯次数。

可选地，计算模块103具体用于：设置多条平行航线，其中，每个边界线交点均在平行航线上，且多条平行航线与无人机飞行方向平行；按照多条平行航线，从所有边界线交点中确定出所有凸点，其中，凸点所在的平行航线在待作业地块内，且该平行航线的同侧共凸点角之和为180°；基于每个凸点所在的平行航线，将待作业地块分割为多个第一辅助地块；依据预先存储的无人机宽度和无人机飞行方向，计算每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度；对每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度进行求和，得到待作业地块对应的无人机飞行宽度；依据待作业地块对应的无人机飞行宽度，按照预设公式T＝2*int(D/w)计算出第一拐弯次数，其中，T表示第一拐弯次数，int表示取整，D表示待作业地块对应的无人机飞行宽度，w表示无人机宽度。

分割模块104，用于依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用目标分割线将待作业地块分割为两个子地块，使得无人机沿着无人机飞行方向飞行时，在两个子地块内的拐弯次数之和小于在待作业地块内的第一拐弯次数。

可选地，分割模块104具体用于：获得待作业地块的每个边界线交点对应的所有预分割线，其中，每条预分割线均为当前边界线交点与其他边界线交点的连线或连线的反向延长线，每条预分割线均处于待作业地块内，且每条预分割线均能将待作业地块预分割为两个第二辅助地块；计算每条预分割线对应的两个第二辅助地块的拐弯次数之和，得到多个第三拐弯次数；从多个第三拐弯次数中确定出目标拐弯次数，其中，目标拐弯次数为多个第三拐弯次数中的最小值，且目标拐弯次数小于第一拐弯次数；将目标拐弯次数对应的预分割线作为目标分割线，并依据目标分割线将待作业地块分割为两个子地块。

执行模块105，用于依次利用每个子地块替代待作业地块并执行获取待作业地块的边界信息的步骤，直至待作业地块不能再进行分割，得到分割后的各个子地块。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的地块分割装置100的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

请参照图12，图12示出了本申请实施例提供的电子设备10的方框示意图。电子设备10包括处理器11、存储介质12及总线13，处理器11通过总线13与存储介质12连接。

存储介质12用于存储程序，例如图11所示的地块分割装置100，地块分割装置100包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储介质12中或固化在电子设备10的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块，处理器11在接收到执行指令后，执行所述程序以实现上述实施例揭示的地块分割方法。

存储介质12可能包括高速随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失存储器(non-volatile memory，NVM)。

处理器11可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器11中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器11可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、复杂可编程逻辑器件(Complex ProgrammableLogic Device，CPLD)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、嵌入式ARM等芯片。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器11执行时实现上述实施例揭示的地块分割方法。

综上所述，本申请提供的一种地块分割方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：获取待作业地块的边界信息，其中，边界信息包括待作业地块的所有边界线交点；依据任意一个边界线交点，确定出待作业地块对应的最小宽度外接矩形；基于最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向；依据无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算出待作业地块对应的第一拐弯次数；依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用目标分割线将待作业地块分割为两个子地块，使得无人机沿着无人机飞行方向飞行时，在两个子地块内的拐弯次数之和小于在待作业地块内的第一拐弯次数；依次利用每个子地块替代待作业地块并执行获取待作业地块的边界信息的步骤，直至待作业地块不能再进行分割，得到分割后的各个子地块。本申请中的无人机飞行方向是根据待作业地块对应的最小宽度外接矩形确定的，使得得到的各个子地块能够完全覆盖待作业地块，从而使地块利用完整，同时，每次划分后的两个子地块的拐弯次数之和都小于分割前的拐弯次数，由于无人机拐弯时的能耗大于匀速向前飞行时的能耗，所以拐弯次数少，无人机的能耗就能相应减少，从而实现对不规则地块进行分割时，使地块利用完整同时减小无人机能耗的效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种地块分割方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待作业地块的边界信息，其中，所述边界信息包括所述待作业地块的所有边界线交点；

依据任意一个边界线交点，确定出所述待作业地块对应的最小宽度外接矩形；

基于所述最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向；

依据所述无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算出所述待作业地块对应的第一拐弯次数；

依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块，使得无人机在每个所述子地块内沿着所述子地块的无人机飞行方向飞行时，在所述两个子地块内的拐弯次数之和小于在所述待作业地块内的第一拐弯次数；

依次利用每个所述子地块替代所述待作业地块并执行所述获取待作业地块的边界信息的步骤，直至所述待作业地块不能再进行分割，得到分割后的各个子地块；

所述依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块的步骤，包括：

获得所述待作业地块的每个边界线交点对应的所有预分割线，其中，每条预分割线均为当前边界线交点与其他边界线交点的连线或连线的反向延长线，每条预分割线均处于所述待作业地块内，且每条预分割线均能将所述待作业地块预分割为两个第二辅助地块；

计算每条预分割线对应的所述两个第二辅助地块的拐弯次数之和，得到多个第二拐弯次数；

从所述多个第二拐弯次数中确定出目标拐弯次数，其中，所述目标拐弯次数为所述多个第二拐弯次数中的最小值，且所述目标拐弯次数小于所述第一拐弯次数；

将所述目标拐弯次数对应的预分割线作为目标分割线，并依据所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据任意一个边界线交点，确定出所述待作业地块对应的最小宽度外接矩形的步骤，包括：

以任意一个边界线交点为原点，在所述待作业地块中建立第一平面坐标系；

在所述第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，其中，所述第一交点为横坐标最大的边界线交点，所述第二交点为横坐标最小的边界线交点，所述第三交点为纵坐标最大的边界线交点，所述第四交点为纵坐标最小的边界线交点；

依据所述第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，确定出所述待作业地块对应的外接矩形；

将所述第一平面坐标系按照预设角度进行旋转，得到第二平面坐标系；

判断所述第二平面坐标系是否满足预设条件，所述预设条件为第二平面坐标系相比于第一平面坐标系，沿同一方向旋转了90°或者180°；

若否，则利用所述第二平面坐标系替代所述第一平面坐标系，并执行所述在所述第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点的步骤，直至所述第二平面坐标系满足预设条件，得到多个外接矩形；

从所述多个外接矩形中确定出所述最小宽度外接矩形。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向的步骤，包括：

将所述最小宽度外接矩形的长边方向作为所述待作业地块对应的无人机飞行方向。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算出所述待作业地块对应的第一拐弯次数的步骤，包括：

设置多条平行航线，其中，每个所述边界线交点均在所述平行航线上，且多条平行航线与所述无人机飞行方向平行；

按照所述多条平行航线，从所有边界线交点中确定出所有凸点，其中，所述凸点所在的平行航线在所述待作业地块内，且该平行航线的同侧共凸点角之和为180°；

基于每个凸点所在的所述平行航线，将所述待作业地块分割为多个第一辅助地块；

依据所述无人机宽度和所述无人机飞行方向，计算每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度；

对每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度进行求和，得到所述待作业地块对应的无人机飞行宽度；

依据所述待作业地块对应的无人机飞行宽度，按照预设公式T＝2*int(D/w)计算出所述第一拐弯次数，其中，T表示所述第一拐弯次数，int表示取整，D表示所述待作业地块对应的无人机飞行宽度，w表示所述无人机宽度。

5.一种地块分割装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取待作业地块的边界信息，其中，所述边界信息包括所述待作业地块的所有边界线交点；

确定模块，用于依据任意一个边界线交点，确定出所述待作业地块对应的最小宽度外接矩形；以及基于所述最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向；

计算模块，用于依据所述无人机飞行方向和预先存储的无人机宽度，计算所述待作业地块对应的第一拐弯次数；

分割模块，用于依据所有边界线交点、无人机飞行方向和第一拐弯次数，确定出过边界线交点的目标分割线，并利用所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块，使得无人机在每个所述子地块内沿着所述子地块的无人机飞行方向飞行时，在所述两个子地块内的拐弯次数之和小于在所述待作业地块内的第一拐弯次数；

执行模块，用于依次利用每个所述子地块替代所述待作业地块并执行所述获取待作业地块的边界信息的步骤，直至所述待作业地块不能再进行分割，得到分割后的各个子地块；

所述分割模块具体用于：

获得所述待作业地块的每个边界线交点对应的所有预分割线，其中，每条预分割线均为当前边界线交点与其他边界线交点的连线或连线的反向延长线，每条预分割线均处于所述待作业地块内，且每条预分割线均能将所述待作业地块预分割为两个第二辅助地块；

计算每条预分割线对应的所述两个第二辅助地块的拐弯次数之和，得到多个第三拐弯次数；

从所述多个第三拐弯次数中确定出目标拐弯次数，其中，所述目标拐弯次数为所述多个第三拐弯次数中的最小值，且所述目标拐弯次数小于所述第一拐弯次数；

将所述目标拐弯次数对应的预分割线作为目标分割线，并依据所述目标分割线将所述待作业地块分割为两个子地块。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定模块执行所述依据任意一个边界线交点，确定出所述待作业地块对应的最小宽度外接矩形的方式，包括：

以任意一个边界线交点为原点，在所述待作业地块中建立第一平面坐标系；

在所述第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，其中，所述第一交点为横坐标最大的边界线交点，所述第二交点为横坐标最小的边界线交点，所述第三交点为纵坐标最大的边界线交点，所述第四交点为纵坐标最小的边界线交点；

依据所述第一交点、第二交点、第三交点和第四交点，确定出所述待作业地块对应的外接矩形；

将所述第一平面坐标系按照预设角度进行旋转，得到第二平面坐标系；

判断所述第二平面坐标系是否满足预设条件，所述预设条件为第二平面坐标系相比于第一平面坐标系，沿同一方向旋转了90°或者180°；

若否，则利用所述第二平面坐标系替代所述第一平面坐标系，并执行所述在所述第一平面坐标系下，从所有边界线交点中确定出第一交点、第二交点、第三交点和第四交点的步骤，直至所述第二平面坐标系满足预设条件，得到多个外接矩形；

从所述多个外接矩形中确定出所述最小宽度外接矩形。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定模块执行基于所述最小宽度外接矩形确定无人机飞行方向的方式，包括：

将所述最小宽度外接矩形的长边方向作为所述待作业地块对应的无人机飞行方向。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：

设置多条平行航线，其中，每个所述边界线交点均在所述平行航线上，且多条平行航线与所述无人机飞行方向平行；

按照所述多条平行航线，从所有边界线交点中确定出所有凸点，其中，所述凸点所在的平行航线在所述待作业地块内，且该平行航线的同侧共凸点角之和为180°；

基于每个凸点所在的所述平行航线，将所述待作业地块分割为多个第一辅助地块；

依据所述无人机宽度和所述无人机飞行方向，计算每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度；

对每个第一辅助地块对应的无人机飞行宽度进行求和，得到所述待作业地块对应的无人机飞行宽度；

依据所述待作业地块对应的无人机飞行宽度，按照预设公式T＝2*int(W/w)计算出所述第一拐弯次数，其中，T表示所述第一拐弯次数，int表示取整，W表示所述待作业地块对应的无人机飞行宽度，w表示所述无人机宽度。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

Images