CN111504319A - 一种基于农用无人机的自动驾驶控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于农用无人机的自动驾驶控制方法，包括：确定目标区域，对所述目标区域进行栅格均匀划分，得到目标区域栅格图；在所述目标区域栅格图中设置参考对照点，并确定所述目标区域栅格图中的每个栅格的空间距离值；获取农用无人机的当前位置作为起点，以及获取预设的目的地位置作为终点，根据所述起点和所述终点，在所述目标区域栅格图中规划出第一路线作为农用无人机的行驶路线；根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶；本发明实现在摒弃卫星定位技术的情况下，仍能对农用无人机进行精准定位，提供精准的导航路线以控制无人机实现自动驾驶。
Description
技术领域
本发明涉及农用无人机自动驾驶领域，尤其涉及一种基于农用无人机的自动驾驶控制方法及系统。
背景技术
近年来，随着国家科学技术的日益发展，越来越多的科技产品随之出现，“无人机”就是其中一种，而在农业生产中，为了节省劳动力、降低劳动强度，农用无人机被应用在现代农业上，用于播撒种子、肥料或进行农田监控等。随着智能化技术越来越成熟，自动驾驶技术也应用在农用无人机上，以使农用无人机在预设的航线上行驶，进行播撒或监控等工作。
但是现有的农用无人机在自动驾驶的过程中，采用了卫星定位技术对自身的位置信息进行定位，通过导航技术对行驶的路线进行导航。然而，现有的农用无人机采用的卫星定位技术是直接引用了现有的卫星技术，但是农用无人机的工作环境往往十分恶劣，周围丛林密布，再加上地势险峻，卫星信号往往受到了严重的削弱。导致在实际应用中，农用无人机的卫星定位失败，无法对农用无人机进行驾驶导航。
因此，目前市面上亟需一种基于农用无人机的自动驾驶控制策略，在摒弃卫星定位技术的情况下，仍能对农用无人机进行精准定位，提供精准的导航路线以控制无人机实现自动驾驶。
发明内容
本发明提供了一种基于农用无人机的自动驾驶控制方法及系统，实现在摒弃卫星定位技术的情况下，仍能对农用无人机进行精准定位，提供精准的导航路线以控制无人机实现自动驾驶。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于农用无人机的自动驾驶控制方法，包括：
确定目标区域，对所述目标区域进行栅格均匀划分，得到目标区域栅格图；
在所述目标区域栅格图中设置参考对照点，并确定所述目标区域栅格图中的每个栅格的空间距离值；
获取农用无人机的当前位置作为起点，以及获取预设的目的地位置作为终点，根据所述起点和所述终点，在所述目标区域栅格图中规划出第一路线作为农用无人机的行驶路线；
根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
作为优选方案，所述根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶的步骤中，具体包括：
确定所述第一路线在所述目标区域栅格图中涉及的所有栅格，并对涉及的所有栅格进行标注，得到多个标注栅格；
根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系；
根据所述各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
作为优选方案，所述参考对照点包括第一对照点和第二对照点，在所述根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系的步骤中，具体包括：
根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第一对照点之间的第一距离值和第一角度；
根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第二对照点之间的第二距离值和第二角度；
根据所述第一距离值和所述第二距离值对距离误差进行修正，得到总距离值；
根据所述第一角度和所述第二角度对角度误差进行修正，得到角度关系。
作为优选方案，所述基于农用无人机的自动驾驶控制方法还包括：
接收路线转换指令，根据所述路线转换指令在所述目标区域栅格图中确定第二路线；
根据所述第二路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第二路线自动行驶，以实现路线切换。
本发明实施例还提供了一种基于农用无人机的自动驾驶控制系统，包括：
栅格划分模块，用于确定目标区域，对所述目标区域进行栅格均匀划分，得到目标区域栅格图；
参考对照模块，用于在所述目标区域栅格图中设置参考对照点，并确定所述目标区域栅格图中的每个栅格的空间距离值；
路线规划模块，用于获取农用无人机的当前位置作为起点，以及获取预设的目的地位置作为终点，根据所述起点和所述终点，在所述目标区域栅格图中规划出第一路线作为农用无人机的行驶路线；
控制行驶模块，用于根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
作为优选方案，所述控制行驶模块包括：
栅格标注单元，用于确定所述第一路线在所述目标区域栅格图中涉及的所有栅格，并对涉及的所有栅格进行标注，得到多个标注栅格；
参数计算单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系；
控制行驶单元，用于根据所述各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
作为优选方案，所述参考对照点包括第一对照点和第二对照点，所述参数计算单元包括：
第一计算子单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第一对照点之间的第一距离值和第一角度；
第二计算子单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第二对照点之间的第二距离值和第二角度；
距离修正子单元，用于根据所述第一距离值和所述第二距离值对距离误差进行修正，得到总距离值；
角度修正子单元，用于根据所述第一角度和所述第二角度对角度误差进行修正，得到角度关系。
作为优选方案，所述基于农用无人机的自动驾驶控制系统还包括：
转换指令模块，用于接收路线转换指令，根据所述路线转换指令在所述目标区域栅格图中确定第二路线；
路线切换模块，用于根据所述第二路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第二路线自动行驶，以实现路线切换。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如上述任一项所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法。
本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
1、通过在目标区域设置栅格并设立参考对照点，根据行驶路线在栅格图中的位置计算出行驶路线中各个栅格与参考对照点的空间距离和角度关系，然后根据空间距离值和角度值大小控制农用无人机行驶；实现在摒弃卫星定位技术的情况下，仍能对农用无人机进行精准定位，提供精准的导航路线以控制无人机实现自动驾驶。
2、通过设置多个对照点，根据多个对照点与行驶路线中各个栅格的空间距离和角度关系对误差值进行修正，进一步降低航线飞行的错误率，提高自动驾驶的导航准确性。
3、通过接收路线转换指令，实现对农用无人机进行路线更改，进一步提高本技术方案的实用性。
附图说明
图1：为本发明实施例中的基于农用无人机的自动驾驶控制方法流程图；
图2：为本发明实施例中的基于农用无人机的自动驾驶控制系统结构图。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，本发明优选实施例提供了一种基于农用无人机的自动驾驶控制方法，包括：
S1，确定目标区域，对所述目标区域进行栅格均匀划分，得到目标区域栅格图。具体地，预先对农用无人机的飞行区域进行划分，设置农用无人机在固定的区域上空进行作业，将划分的区域进行栅格划分，可以将目标区域划分成足够小的多个栅格。
S2，在所述目标区域栅格图中设置参考对照点，并确定所述目标区域栅格图中的每个栅格的空间距离值。具体地，参考对照点设置在目标区域栅格中，由于上一步骤已经均匀地划分多个栅格，只需要预先确定区别区域的面积大小就能确定每个栅格的空间距离，或者事先直接确定每个栅格的空间距离。此时，只需要计算参考对照点到另一点中间涉及到多少个栅格，就可以计算出参考对照点到另一点的距离了，本技术方案正是应用了这种测距方式，在参考对照点的帮助下计算得到目标区域栅格图中各点到参考对照点的距离。
S3，获取农用无人机的当前位置作为起点，以及获取预设的目的地位置作为终点，根据所述起点和所述终点，在所述目标区域栅格图中规划出第一路线作为农用无人机的行驶路线。具体地，当农用无人机进入目标区域后，以农用无人机的当前位置作为起点，在此步骤中，可以先将农用无人机移动到目标区域中，然后在目标区域栅格图中选取农用无人机当前位置在图中的对应点，作为起点；再选取目的地作为终点，然后自动规划出起点到终点的路线。其中，规划路线的方法可以采用现有技术中的方法，或者直接由工作人员确定一定的路线即可。
S4，根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。具体地，由于上一步骤已经规划出路线了，在本步骤中主要是根据规划的路线控制农用无人机进行精准飞行。在摒弃卫星定位技术的情况下，本步骤通过第一路线在栅格图中的轨迹确定涉及的栅格，即，根据第一路线在栅格图的位置可以标注出该路线在栅格图中覆盖的所有栅格，然后由步骤S2的计算方式可以得出各个栅格与参考对照点之间的空间距离和角度关系，在参考对照点的作用下，确定了空间距离和角度关系，就可以控制农用无人机根据已计算得到的空间距离和角度进行行驶了。
本发明技术方案通过在目标区域设置栅格并设立参考对照点，根据行驶路线在栅格图中的位置计算出行驶路线中各个栅格与参考对照点的空间距离和角度关系，然后根据空间距离值和角度值大小控制农用无人机行驶；实现在摒弃卫星定位技术的情况下，仍能对农用无人机进行精准定位，提供精准的导航路线以控制无人机实现自动驾驶。
在优选实施例中，所述步骤S4中，具体包括：
S41，确定所述第一路线在所述目标区域栅格图中涉及的所有栅格，并对涉及的所有栅格进行标注，得到多个标注栅格。
S42，根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系；在本实施例中，所述参考对照点包括第一对照点和第二对照点，在本步骤中，具体包括：S421，根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第一对照点之间的第一距离值和第一角度；S422，根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第二对照点之间的第二距离值和第二角度；S423，根据所述第一距离值和所述第二距离值对距离误差进行修正，得到总距离值；S424，根据所述第一角度和所述第二角度对角度误差进行修正，得到角度关系。
S43，根据所述各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
本实施例通过设置多个对照点，根据多个对照点与行驶路线中各个栅格的空间距离和角度关系对误差值进行修正，进一步降低航线飞行的错误率，提高自动驾驶的导航准确性。
在另一实施例中，所述基于农用无人机的自动驾驶控制方法还包括：
S5，接收路线转换指令，根据所述路线转换指令在所述目标区域栅格图中确定第二路线；S6，根据所述第二路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第二路线自动行驶，以实现路线切换。本实施例通过接收路线转换指令，实现对农用无人机进行路线更改，进一步提高本技术方案的实用性。
请参照图2，相应地，本发明实施例还提供了一种基于农用无人机的自动驾驶控制系统，包括：
栅格划分模块，用于确定目标区域，对所述目标区域进行栅格均匀划分，得到目标区域栅格图；
参考对照模块，用于在所述目标区域栅格图中设置参考对照点，并确定所述目标区域栅格图中的每个栅格的空间距离值；
路线规划模块，用于获取农用无人机的当前位置作为起点，以及获取预设的目的地位置作为终点，根据所述起点和所述终点，在所述目标区域栅格图中规划出第一路线作为农用无人机的行驶路线；
控制行驶模块，用于根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
在优选实施例中，所述控制行驶模块包括：
栅格标注单元，用于确定所述第一路线在所述目标区域栅格图中涉及的所有栅格，并对涉及的所有栅格进行标注，得到多个标注栅格；
参数计算单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系；在本实施例中，所述参考对照点包括第一对照点和第二对照点，所述参数计算单元包括：第一计算子单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第一对照点之间的第一距离值和第一角度；第二计算子单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第二对照点之间的第二距离值和第二角度；距离修正子单元，用于根据所述第一距离值和所述第二距离值对距离误差进行修正，得到总距离值；角度修正子单元，用于根据所述第一角度和所述第二角度对角度误差进行修正，得到角度关系。
控制行驶单元，用于根据所述各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
在另一实施例中，所述基于农用无人机的自动驾驶控制系统还包括：
转换指令模块，用于接收路线转换指令，根据所述路线转换指令在所述目标区域栅格图中确定第二路线；
路线切换模块，用于根据所述第二路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第二路线自动行驶，以实现路线切换。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一实施例所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法。
本发明实施例还提供了一种终端设备，所述终端设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法。
优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序、计算机程序)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，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。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于农用无人机的自动驾驶控制方法，其特征在于，包括：
确定目标区域，对所述目标区域进行栅格均匀划分，得到目标区域栅格图；
在所述目标区域栅格图中设置参考对照点，并确定所述目标区域栅格图中的每个栅格的空间距离值；
获取农用无人机的当前位置作为起点，以及获取预设的目的地位置作为终点，根据所述起点和所述终点，在所述目标区域栅格图中规划出第一路线作为农用无人机的行驶路线；
根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
2.如权利要求1所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法，其特征在于，所述根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶的步骤中，具体包括：
确定所述第一路线在所述目标区域栅格图中涉及的所有栅格，并对涉及的所有栅格进行标注，得到多个标注栅格；
根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系；
根据所述各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
3.如权利要求2所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法，其特征在于，所述参考对照点包括第一对照点和第二对照点，在所述根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系的步骤中，具体包括：
根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第一对照点之间的第一距离值和第一角度；
根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第二对照点之间的第二距离值和第二角度；
根据所述第一距离值和所述第二距离值对距离误差进行修正，得到总距离值；
根据所述第一角度和所述第二角度对角度误差进行修正，得到角度关系。
4.如权利要求1至3中任一项所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法，其特征在于，还包括：
接收路线转换指令，根据所述路线转换指令在所述目标区域栅格图中确定第二路线；
根据所述第二路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第二路线自动行驶，以实现路线切换。
5.一种基于农用无人机的自动驾驶控制系统，其特征在于，包括：
栅格划分模块，用于确定目标区域，对所述目标区域进行栅格均匀划分，得到目标区域栅格图；
参考对照模块，用于在所述目标区域栅格图中设置参考对照点，并确定所述目标区域栅格图中的每个栅格的空间距离值；
路线规划模块，用于获取农用无人机的当前位置作为起点，以及获取预设的目的地位置作为终点，根据所述起点和所述终点，在所述目标区域栅格图中规划出第一路线作为农用无人机的行驶路线；
控制行驶模块，用于根据所述第一路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
6.如权利要求5所述的基于农用无人机的自动驾驶控制系统，其特征在于，所述控制行驶模块包括：
栅格标注单元，用于确定所述第一路线在所述目标区域栅格图中涉及的所有栅格，并对涉及的所有栅格进行标注，得到多个标注栅格；
参数计算单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系；
控制行驶单元，用于根据所述各个标注栅格与所述参考对照点之间的总距离值和角度关系控制农用无人机沿着所述第一路线自动行驶。
7.如权利要求6所述的基于农用无人机的自动驾驶控制系统，其特征在于，所述参考对照点包括第一对照点和第二对照点，所述参数计算单元包括：
第一计算子单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第一对照点之间的第一距离值和第一角度；
第二计算子单元，用于根据每个栅格的空间距离值，计算得到各个标注栅格与所述第二对照点之间的第二距离值和第二角度；
距离修正子单元，用于根据所述第一距离值和所述第二距离值对距离误差进行修正，得到总距离值；
角度修正子单元，用于根据所述第一角度和所述第二角度对角度误差进行修正，得到角度关系。
8.如权利要求5至7中任一项所述的基于农用无人机的自动驾驶控制系统，其特征在于，还包括：
转换指令模块，用于接收路线转换指令，根据所述路线转换指令在所述目标区域栅格图中确定第二路线；
路线切换模块，用于根据所述第二路线在所述目标区域栅格图中与所述参考对照点之间的空间距离值和角度关系，控制农用无人机沿着所述第二路线自动行驶，以实现路线切换。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1～4任一项所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法。
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1～4任一项所述的基于农用无人机的自动驾驶控制方法。
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| CN112162566A (zh) * | 2020-09-04 | 2021-01-01 | 深圳市创客火科技有限公司 | 路线规划方法、电子设备及计算机可读存储介质 |
| CN112162566B (zh) * | 2020-09-04 | 2024-01-16 | 深圳市创客火科技有限公司 | 路线规划方法、电子设备及计算机可读存储介质 |
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