CN111752300A - 无人机航线规划方法、装置、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种无人机航线规划方法、装置、系统及计算机可读存储介质，涉及无人机领域，该方法包括：获取无人机的作业区域；当作业区域为非规则形状区域时，将作业区域划分为形状规则的M个子作业区域；根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M‑1个过渡航线；每条作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点，本发明能够解决采用固定子作业区域过渡航线所造成的无人机飞行距离长，时间和资源成本大的问题。

Description

无人机航线规划方法、装置、系统及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体而言，涉及一种无人机航线规划方法、装置、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

随着无人机技术的发展，利用无人机进行高空作业成为现代科技的常用作业方式，例如，在农业植保领域使用无人机进行喷洒作业，可以有效减少作业中的人力资源。

目前，利用无人机进行高空作业时，通常会面临不规则作业区域，针对不规则区域航线规划，通常采用的方式是将不规则区域划分为多个子区域，通过搜索各个子区域内预设的固定起始航点和固定终止航点确定各个子区域之间的连接航线，从而实现整个不规则区域内的航线规划。

上述采用固定起始航点和固定终止航点的做法使得连接各个子区域之间的航线被固定，增加了无人机的飞行距离，浪费时间和电能等资源，无法适应不同的应用场景。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种无人机航线规划方法、装置、系统及计算机可读存储介质，用于解决采用固定子作业区域过渡航线所造成的无人机飞行距离长，时间和资源成本大的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采取的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种无人机航线规划方法，所述方法包括：获取所述无人机的作业区域；当所述作业区域为非规则形状区域时，将所述作业区域划分为形状规则的M个子作业区域；根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线；每条所述作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；所述过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，所述下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离所述任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点。

可选地，所述根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线的步骤，包括：根据无人机当前位置在全部所述子作业区域中确定第一子作业区域；所述第一子作业区域为与所述无人机当前位置最近的子作业区域；生成所述第一子作业区域的作业航线，其中，所述第一子作业区域的起始航点与所述无人机当前位置的距离小于或等于距离阈值；逐次生成剩余子作业区域的作业航线；逐次根据所述任意一个子作业区域的终止航点与所述剩余子作业区域的起始航点的距离，确定全部所述下一个子作业区域；逐次根据每个所述任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点，获得所述M-1个过渡航线。

可选地，所述逐次根据所述任意一个子作业区域的终止航点与所述剩余子作业区域的起始航点的距离，确定全部所述下一个子作业区域的步骤，包括：将所述剩余子作业区域中与所述任意一个子作业区域的终止航点之间的距离最近的起始航点对应的子作业区域确定为所述下一个子作业区域。

可选地，所述逐次根据每个所述任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点，获得所述M-1个过渡航线的步骤，包括：将所述任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点分别作为所述M-1个过渡航线的航线起点和航线终点，获得所述M-1个过渡航线。

可选地，在所述根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线的步骤之后，所述方法还包括：将所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线发送给无人机，以使所述无人机按照所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业。

第二方面，本发明实施例提供一种无人机航线规划装置，包括：获取模块、划分模块和生成模块；所述获取模块，用于获取所述无人机的作业区域；所述划分模块，用于当所述作业区域为非规则形状区域时，将所述作业区域划分为形状规则的M个子作业区域；所述生成模块，用于根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线；每个所述作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；所述过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，所述下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离所述任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点。

可选地，该无人机航线规划装置还包括确定模块；所述确定模块，用于根据无人机当前位置在全部所述子作业区域中确定第一子作业区域；所述第一子作业区域为与所述无人机当前位置最近的子作业区域；所述生成模块，还用于生成所述第一子作业区域的作业航线，其中，所述第一子作业区域的起始航点与所述无人机当前位置的距离小于或等于距离阈值；所述生成模块，还用于逐次生成剩余子作业区域的作业航线；所述确定模块，还用于逐次根据所述任意一个子作业区域的终止航点与所述剩余子作业区域的起始航点的距离，确定全部所述下一个子作业区域；所述获取模块，还用于逐次根据每个所述任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点，获得所述M-1个过渡航线。

可选地，所述确定模块具体用于：将所述剩余子作业区域中与所述任意一个子作业区域的终止航点之间的距离最近的起始航点对应的子作业区域确定为所述下一个子作业区域。

可选地，所述确定模块还具体用于：将所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线发送给无人机，以使所述无人机按照所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业。

可选地，该无人机航线规划装置还包括发送模块；所述发送模块，用于将所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线发送给无人机，以使所述无人机按照每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业。

第三方面，本发明实施例提供一种系统，包括：无人机和终控设备；所述终控设备用于执行如第一方面所述的无人机航线规划方法，所述无人机用于按照所述每个子作业区域的所述作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业，或，所述无人机用于如第一方面所述的无人机航线规划方法，且所述无人机用于按照所述每个子作业区域的所述作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，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如第一方面所述的无人机航线规划方法。

本发明提供了一种无人机航线规划方法、装置、系统及计算机可读存储介质，该方法包括：该方法包括：获取无人机的作业区域；当作业区域为非规则形状区域时，将作业区域划分为形状规则的M个子作业区域；根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线；每条作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点，相比于现有技术中先在各个子区域里分别预设多个固定的点作为航线的起始航点和终止航点，当无人机完成当前子区域的航线时，再从下一个子区域中寻找最近的预设航点作为其起始航点来将获得两个子作业区域的过渡航线所造成的使连接各个子区域之间的路径被固定，增加了无人机的飞行距离，浪费时间和电能等资源的问题，本发明先规划每个子作业区域的作业航线，然后通过计算当前子作业区域的终止航点与下一个距离最近的子作业区域的起始航点相连，直至所有子作业区域相连起来，能够解决采用固定子作业区域过渡航线所造成的无人机飞行距离长，时间和资源成本大的问题。

本发明实施例的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为本发明实施例提供的一种系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种无人机航线规划方法的示意性流程图；

图3为本发明实施例提供的一种场景应用示例图；

图4为本发明实施例提供的另一种场景应用示例图；

图5为本发明实施例提供的一种无人机航线规划方法的示意性流程图；

图6为本发明实施例提供的一种场景应用示例图；

图7为本发明实施例提供的一种确无人机航线规划装置的功能模块图；

图8为本发明实施例提供的另一种确无人机航线规划装置的功能模块图。

图标：10-无人机；11-终控设备；40-无人机航线规划装置；401-获取模块；402-划分模块；403-生成模块；404-确定模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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，都属于本发明保护的范围。

目前，当无人机的作业区域为不规则形状的区域时，为无人机规划飞行航线的方法尤为重要，通常的做法是将目作业区域切割为多个形状规则的子作业区域，对于子作业区域之间的过渡航线问题，现有的技术方案是：先在各个子作业区域内预设多个固定的点作为航线的起始航点和终止航点，当无人机完成当前子作业区域的航线后，再从下一个子区域中寻找最近的预设航点作为下一个子作业区域的起始航点，将当前区域的终止航点和下一个子作业区域的起始航点之间的航线作为两个子作业区域之间的过渡航线，以使无人机在完成当前子作业区域的航线后通过过渡航线飞行至下一个子作业区域进行作业。

上述做法的缺点是：当各个子作业区域内预设多个固定的点作为航线的起始航点和终止航点时，无人机在完成当前子区域航线作业时再去下一子区域寻找最近的固定航点使得当前子作业区域与下一个子作业区域之间的过渡航线固定，甚至会是使过渡航线的路程较长，导致无人机的飞行距离过长，浪费时间和电能资源。

为了解决上述问题，本发明提供一种系统的架构图，该系统包括无人机10和终控设备11，其中无人机10和终控设备11之间可以进行数据传输。本系统用于解决上述技术问题的核心思路是：首先判断目标作业区域是否为规则图形，当的目标作业区域为不规则形状时,将所该目标作业区域分割为多个形状规则的子区域；然后分别规划每个子区域各自的作业航线；最后通过计算当前子区域的终止航点与下一个距离最近的子区域的起始航点相连的过渡航线，直至所有的子区域都相连起来，形成整个目标作业区域的作业航线，最后无人机按照规划的子作业区域的作业航线和各个子作业区域之间的过渡航线进行作业。

终控设备11可以是无人机控制设备、智能终端设备等，可以根据无人机10的作业任务为无人机10规划作业航线，并将规划好的作业航线发送至无人机10，以使无人机10可以按照规划好的作业航线进行作业，这样做可以减少了无人机10在航线作业时的计算航线的工作量，使整个作业过程的耗能和工作时间得到了优化。

在本发明实施例中，终控设备11在给无人机10规划作业航线之前，可以先根据导航系统中的作业区域的地图按照一定的缩放比例将作业区域坐标化，获取作业区域坐标地图，并判断该作业区域的形状是否为规则图形。若该目标作业区域的形状为规则图形时，则不需要切割子区域，直接为无人机10规划作业航线并上传给无人机10；若该目标作业区域的形状为不规则图形时，则将其切割成多个形状规则的子作业区域，然后分别规划每一个子作业区域各自的作业航线，最后通过当前子区域的终止航点与下一个距离最近的子区域的起始航点相连，直至所有的子区域都相连起来，形成整个目标作业区域的作业航线，然后再上传航线给无人机10，通过最近距离获得下一个子作业区域并获得过渡航线，有效地减少无人机的飞行距离，得到切换区域的最短过渡航线，使整个作业过程的耗能和工作时间得到了优化。

无人机10可以根据终控设备11发送的作业航线和最短过渡航线完成作业任务，最短过渡航线使得无人机10从一个子作业区域过渡到另一个子作业区域时的飞行距离变短，能够节省无人机的飞行时间和电池电量。

可以理解的是，在该系统中，无人机10也可以实现规划作业航线和过渡航线的功能，即无人机10在对作业区域进行作业之前，先对作业区域进行作业航线规划，当作业区域为不规则形状区域时，将作业区域分割成多个形状规则的子作业区域之后，分别规划每个子作业区域的作业航线和各个子作业区域之间的过渡航线，然后再根据规划的航线自主作业，不需要无人机在作业时动态的规划航线，能够有效节省无人机的作业时间。

通过上述描述，为了方便描述本发明提供的一种无人机航线规划方法的技术方案，请参见图2，图2为本发明提供的一种无人机航线规划方法的示意性流程图，该方法包括：

步骤201、获取无人机的作业区域。

在本发明实施例中，无人机的作业区域可以是规则形状的作业区域，也可以是不规则形状的作业区域，针对规则形状的作业区域，可以直接规划作业航线，作业航线可以做到与区域边界平行，防止在作业过程中出现多余覆盖的现象，尤其是在利用无人机进行喷洒作业时，在形状规则作业区域中保持作业航线与区域边界平行，能够获得均匀的喷洒覆盖量，但是，针对不规则形状的作业区域，无论沿何种方向进行作业，作业航线也无法与所有的作业区域边界平行，因此会出现多余覆盖的现象，因此，应该对规则形状的作业区域和不规则形状的作业区域规划不同的作业航线，保证无人机作业的质量。

步骤202、当作业区域为非规则形状区域时，将作业区域划分为形状规则的M个子作业区域。

在本发明实施例中，获取无人机的作业区域可以是作业区域的坐标化地图，即可以首先根据地图的缩放比例将无人机作业区域的地图坐标化，然后获取作业区域坐标地图，通过该坐标地图并判断该目标作业区域的形状是否为规则图形，若是，则可以不进行作业区域的切割，直接为作业区域规划作业航线，若是，则将作业区域划分为形状规则的M个子作业区域，切割出子作业区域之后，还可以为每一个子作业区域分配标识，例如编号1、编号2、…编号n，还可以将子作业区域标识在坐标化地图上标注，用于识别不同的子作业区域。

步骤203、根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线。

在本发明实施例中，每条作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点。

为了方便理解，请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种场景应用示例图，图3所示的无人机作业区域为一个不规则形状的作业区域，通过划分获得3个形状规则的子作业区域，即规则三角形状的子作业区域1，规则矩形状的子作业区域2和规则三角形状的子作业区域3。无人机的当前位置为X，根据无人机前位置，规划子作业区域1对应的作业航线1，包括起始航点A和终止航点F,进而规划出子作业区域2对应的作业航线2，包括起始航点B和终止航点C,作业区域3对应的作业航线3，包括起始航点D和终止航点E,其中还包括子作业区域1与子作业区域2之间的过渡航线1、子作业区域2与子作业区域3之间的过渡航线2。无人机从当前位置X出发进入子作业区域1后，在子作业区域1内完成作业航线1之后到达作业航线1的终止航点A，进而通过过渡航线1从子作业区域1切换至子作业区域2，在子作业区域2内完成作业航线2之后，到达作业航线2的终止航点C，进而通过过渡航线2从子作业区域2切换至子作业区域3，在子作业区域3内完成作业航线3之后即完成整个作业区域的作业。

在其他一些场景中，无人机的当前位置还可以如图4所示，参见图4，图4为本发明实施例提供的另一种场景应用示例图，则根据无人机前位置X规划的作业航线是另外一种形式，即子作业区域1的起始航点为F和终止航点为A,对应的作业航线1，相应地，子作业区域2的起始航点为E和终止航点为D、子作业区域3的起始航点为C和终止航点为B,过渡航线包括：子作业区域1与子作业区域3之间的过渡航线1、子作业区域3与子作业区域2之间的过渡航线2，无人机从当前位置X出发进入子作业区域1后，在子作业区域1内完成作业航线1之后到达作业航线1的终止航点F，进而通过过渡航线1从子作业区域1切换至子作业区域3，在子作业区域3内完成作业航线3之后，到达作业航线3的终止航点D，进而通过过渡航线2从子作业区域3切换至子作业区域2，在子作业区域2内完成作业航线2之后即完成整个作业区域的作业。

结合图3和图4可以看出，无人机的当前位置决定了无人机首先进行作业的子作业区域，因此需要根据无人机的当前位置确定当前子作业区域和当前子作业区域的下一个子作业区域，进而可以规划作业航线和过渡航线。

为了详细描述生成子作业区域对应的作业航线和子作业区域之间的过渡航线的过程，下面给出一种可能的实现方式，参见图5，图5为本发明实施例提供的另一种无人机航线规划方法的示意性流程图，其中，步骤203包括以下子步骤：

子步骤203-1、根据无人机当前位置在全部子作业区域中确定第一子作业区域。

在本发明实施例中，第一子作业区域为与无人机当前位置最近的子作业区域，例如，参见图3，无人机当前位置X与子作业区域1最近，则子作业区域1可以作为第一子作业区域，当然，在实际的情况中，无人机当前位置X也可以与子作业区域2或3距离最近，则子作业区域2或子作业区域3也可以作为第一子作业区域，可以根据实际的场景进行确定，此处不做限定。

子步骤203-2、生成第一子作业区域的作业航线，其中，第一子作业区域的起始航点与无人机当前位置的距离小于或等于距离阈值。

在本发明实施例，无人机在第一子作业区域内规划作业航线时，可以将作业航线的起始航点确定在与无人机当前位置的距离小于或等于距离阈值，例如距离无人机距离5米距离范围内。进而可以从起始航点规划作业航线，这样一来，规划出的作业航线的终止航点与其他子作业区域相邻。

例如，在图3中，子作业区域1的起始航点为F，无人机当前位置X与起始航点为F的距离在距离阈值(例如5米)的范围内，则可以从起始航点F开始可以生成第一子作业区域的作业航线1，作业航线1的终止航点为A，可以看出终止航点A与子作业区域2相邻。同理，在图4中，子作业区域1的起始航点为A，无人机当前位置X与起始航点为A的距离在距离阈值(例如5米)的范围内，则可以从起始航点A开始可以生成第一子作业区域的作业航线1，作业航线1的终止航点为F，可以看出终止航点为F与子作业区域2相邻。

子步骤203-3、逐次生成剩余子作业区域的作业航线。

在本发明实施例中，当在第一作业区域内生成完作业航线之后，继续可以以同样的方式生成剩余子作业区域的作业航线。

子步骤203-4、逐次根据任意一个子作业区域的终止航点与剩余子作业区域的起始航点的距离，确定全部下一个子作业区域。

在本发明实施例中，确定全部下一个子作业区域的方式可以是：

将剩余子作业区域中与任意一个子作业区域的终止航点之间的距离最近的起始航点对应的子作业区域确定为下一个子作业区域。

例如，在图3中，第一子作业区域为子作业区域1时，子作业区域1的终止航点为A，剩余子作业区域为子作业区域2对应的航点为B、C和子作业区域对应的航点D、E，计算AB、AC、AD、AE之间的距离可以得到，终止航点A与子作业区域2的起始航点B之间的距离最近，则可以确定为子作业区域1的下一个子作业区域为子作业区域2，进一步地，当子作业区域2为第一子作业区域时，对应的终止航点为C，则剩余子作业区域子作业区域1为和子作业区域3，对应的起始航点为F和D，可以看出，终止航点C与子作业区域3的起始航点为D之间的距离最近，则可以确定为子作业区域2的下一个子作业区域为子作业区域3。

因此，在图3中，从上述描述可知，子作业区域1的下一个子作业区域为子作业区域2，子作业区域2的下一个子作业区域为子作业区域3。

同理，在图4中，第一子作业区域为子作业区域1时，子作业区域1的终止航点为F，剩余子作业区域为子作业区域2和子作业区域3，对应的起始航点为E和C，可以看出，终止航点F与子作业区域3的起始航点E之间的距离最近，则可以确定为子作业区域1的下一个子作业区域为子作业区域3，进一步地，当子作业区域3为第一子作业区域时，对应的终止航点为D，则剩余子作业区域子作业区域1为和子作业区域2，对应的起始航点为A和C，可以看出，终止航点为D与子作业区域2的起始航点为C之间的距离最近，则可以确定为子作业区域3的下一个子作业区域为子作业区域2。

因此，在图4中，从上述描述可知，子作业区域1的下一个子作业区域为子作业区域3，子作业区域3的下一个子作业区域为子作业区域3。

子步骤203-4、逐次根据每个任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点，获得M-1个过渡航线。

在本发明实施例中，针对M个子作业区域，则可以存在M-1个过渡航线，航渡航线用于从当前作业区域切换至下一个作业区域的航线，在本发明实施例中，确定全部过渡航线的方式可以是：

将任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点分别作为过渡航线的航线起点和航线终点，获得M-1个过渡航线。

例如，在图3中，子作业区域1的下一个子作业区域为子作业区域2，对应的过渡航线为作业航线1的终止航点A与作业航线2的起始航点B之间的过渡航线1，子作业区域2的下一个子作业区域为子作业区域3,对应的过渡航线为作业航线2的终止航点C与作业航线3的起始航点D之间的过渡航线2。

同理，在图4中，子作业区域1的下一个子作业区域为子作业区域3，对应的过渡航线为作业航线1的终止航点F与作业航线3的起始航点E之间的过渡航线1，子作业区域3的下一个子作业区域为子作业区域2,对应的过渡航线为作业航线3的终止航点D与作业航线2的起始航点C之间的过渡航线2。

当所有子作业区域都以区域最短距离连线方法相连起来，则完成整个目作业区域的航线规划，无人机可以在完成当前子区域的航线后，直接按照当前子作业区域和对应的下一个子作业区域之间的过渡航线飞行，即可切换到下一个的子作业区域进行作业。

可选的，当上述无人机航线规划方法由图1中的终控设备11来完成时，为了能让无人机获得终控设备11规划的作业航线和过渡航线，该方法还包括：

将每个子作业区域的作业航线和所M-1个过渡航线发送给无人机，以使无人机按照每个子作业区域的作业航线述M-1个过渡航线进行作业。

在另一种应用场景中，每一个子作业区域内可以包含多个航点，作业航线的起始航点会随作业航线规划的路径、方向、作业需求等改变而改变位置，所以可作为起始航点和终止航点是不固定的，因此，子作业区域中任意一个航点均可作为起始航点或者是终止航点，例如，参见图6，图6为本发明实施例提供的另一种场景示例图，其中，子作业区域1内包括航点F、航点F1、航点A1、航点A，子作业区域2内包括航点B、航点B1、航点C1、航点C，子作业区域3内包括航点E、航点E1、航点D1、航点D,相对于无人机当前的位置X而言，遍历路径XF、XF1、XA1、XB、XB1、XC1、XC、XE、XE1、XD1、XD,可以得到距离无人机当前的位置X最近的航点为F1，则航点F1可以作为子作业区域内的起始航点；当无人机从起始航点F1处按照子作业航线作业至航点A1处收到更改子作业区域指令时，则航点A1可以作为子作业区域1的终止航点，进一步地，可以通过遍历路径A1B、A1B1、A1C1、A1C、A1E、A1E1、A1D1、A1D，可以得到距离子作业区域1的终止航点A1最近的航点为子作业区域2中的航点B1，则航点B1可以作为子作业区域1的下一个子作业区域，航点A1和子作业区域2中的航点B1之间的航线可以作为子作业区域1和子作业区域2之间的过渡航线，同理，当子作业区域2中航点C1为作业的终止航点时，继续遍历C1E、C1E1、C1D1、C1D路径，可以得到距离子作业区域2的终止航点C1最近的航点为子作业区域3中的航点D1，则航点D1可以作为子作业区域1的下一个子作业区域，航点C1和子作业区域2中的航点D1之间的航线可以作为子作业区域2和子作业区域3之间的过渡航线,无人机进行作业时，可以先从子作业区1域的航点F1开始，作业至航点A1处按照航点A1与航点B1之间的过渡航线从子作业区域1切换至子作业区域2，在子作业区域2中从航点B1处作业至航点C1处后，按照航点C1与航点D1之间的过渡路线从子作业区域2切换至子作业区域3中进行作业。

如此一来，无人机可以根据不同的作业需求，利用最短距离的方法使得子作业区域内部作业航线以及子作业区域之间过渡航线不会被固定，同时，利用最短距离的方法能够有效缩短无人机在跨区域作业时飞行距离，能够有效节省无人机的作业时间和资源成本。本发明提供了一种无人机航线规划方法，包括：获取无人机的作业区域；当作业区域为非规则形状区域时，将作业区域划分为形状规则的M个子作业区域；根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线；每条作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点，相比于现有技术中先在各个子区域里分别预设多个固定的点作为航线的起始航点和终止航点，当无人机完成当前子区域的航线时，再从下一个子区域中寻找最近的预设航点作为其起始航点来将获得两个子作业区域的过渡航线所造成的使连接各个子区域之间的路径被固定，增加了无人机的飞行距离，浪费时间和电能等资源的问题，本发明先规划每个子作业区域的作业航线，然后通过计算当前子作业区域的终止航点与下一个距离最近的子作业区域的起始航点相连，直至所有子作业区域相连起来，能够解决采用固定子区域过渡航线所造成的无人机飞行距离长，时间和资源成本大的问题。

为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，以实现相应的技术效果，下面给出一种无人机航线规划装置的实现方式，参见图7，图7为本发明实施例提供的一种无人机航线规划装置的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的一种无人机航线规划装置，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该无人机航线规划装置40包括：获取模块401、划分模块402和生成模块403。

获取模块401，用于获取无人机的作业区域。

划分模块402，用于当作业区域为非规则形状区域时，将作业区域划分为形状规则的M个子作业区域。

生成模块403，用于根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线。

上述的每条作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点。

可以理解的是，获取模块401、划分模块402和生成模块403可以协同的执行步骤201～步骤203以实现相应的技术效果。

可选地，为了能够实现生成作业航线和过渡航线的功能，该无人机航线规划装置40还包括确定模块404，参见图8，图8为本发明实施例提供的另一种无人机航线规划装置的功能模块图。

确定模块404，用于根据无人机当前位置在全部子作业区域中确定第一子作业区域。

上述的第一子作业区域为与无人机当前位置最近的子作业区域。

生成模块403，还用于生成第一子作业区域的作业航线，其中，第一子作业区域的起始航点与无人机当前位置的距离小于或等于距离阈；还用于逐次生成剩余子作业区域的作业航线；

确定模块404还用于逐次根据任意一个子作业区域的终止航点与剩余子作业区域的起始航点的距离，确定全部下一个子作业区域。

获取模块401，还用于逐次根据每个任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点，获得M-1个过渡航线。

可以理解的是，获取模块401、生成模块403和确定模块404可以用于协同的执行步骤203-1～步骤203-5以实现相应的技术效果。

可选地，确定模块404，还具体用于将剩余子作业区域中与任意一个子作业区域的终止航点之间的距离最近的起始航点对应的子作业区域确定为下一个子作业区域；还用于将任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点分别作为M-1个过渡航线的航线起点和航线终点，获得M-1个过渡航线。

可选地，当无人机航线规划装置40可以部署在图1中的终控设备11，由终控设备11完成无人机航线规划，则无人机航线规划装置40还可以包括发送模块；发送模块用于将每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线发送给无人机，以使无人机按照每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线进行作业。

可以理解的是，无人机航线规划装置40可以软件或固件的形式存储于图1所示的无人机10或者终控设备11的操作系统(OperatingSystem，OS)中，并可由无人机10或者终控设备11处理器执行上述所述的无人机航线规划方法。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器中。

本发明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执行时实现上述实施例揭示无人机航线规划方法。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (12)

1.一种无人机航线规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述无人机的作业区域；

当所述作业区域为非规则形状区域时，将所述作业区域划分为形状规则的M个子作业区域；

根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线；每条所述作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；所述过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，所述下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离所述任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点。

2.根据权利要求1所述无人机航线规划方法，其特征在于，所述根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线的步骤，包括：

根据无人机当前位置在全部所述子作业区域中确定第一子作业区域；所述第一子作业区域为与所述无人机当前位置最近的子作业区域；

生成所述第一子作业区域的作业航线，其中，所述第一子作业区域的起始航点与所述无人机当前位置的距离小于或等于距离阈值；

逐次生成剩余子作业区域的作业航线；

逐次根据所述任意一个子作业区域的终止航点与所述剩余子作业区域的起始航点的距离，确定全部所述下一个子作业区域；

逐次根据每个所述任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点，获得所述M-1个过渡航线。

3.根据权利要求2所述的无人机航线规划方法，其特征在于，所述逐次根据所述任意一个子作业区域的终止航点与所述剩余子作业区域的起始航点的距离，确定全部所述下一个子作业区域的步骤，包括：

将所述剩余子作业区域中与所述任意一个子作业区域的终止航点之间的距离最近的起始航点对应的子作业区域确定为所述下一个子作业区域。

4.根据权利要求2所述的无人机航线规划方法，其特征在于，所述逐次根据每个所述任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点，获得所述M-1个过渡航线的步骤，包括：

将所述任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点分别作为所述M-1个过渡航线的航线起点和航线终点，获得所述M-1个过渡航线。

5.根据权利要求1所述的无人机航线规划方法，其特征在于，在所述根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线的步骤之后，所述方法还包括：

将所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线发送给无人机，以使所述无人机按照所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业。

6.一种无人机航线规划装置，其特征在于，包括：获取模块、划分模块和生成模块；

所述获取模块，用于获取所述无人机的作业区域；

所述划分模块，用于当所述作业区域为非规则形状区域时，将所述作业区域划分为形状规则的M个子作业区域；

所述生成模块，用于根据无人机当前位置分别生成每个子作业区域的作业航线和M-1个过渡航线；每个所述作业航线包含对应子作业区域的起始航点和终止航点；所述过渡航线表征连接任意一个子作业区域的终止航点与下一个子作业区域的起始航点的航线，所述下一个子作业区域的起始航点为剩余子作业区域的起始航点中距离所述任意一个子作业区域的终止航点最近的起始航点。

7.根据权利要求6所述的无人机航线规划装置，其特征在于，还包括确定模块；

所述确定模块，用于根据无人机当前位置在全部所述子作业区域中确定第一子作业区域；所述第一子作业区域为与所述无人机当前位置最近的子作业区域；

所述生成模块，还用于生成所述第一子作业区域的作业航线，其中，所述第一子作业区域的起始航点与所述无人机当前位置的距离小于或等于距离阈值；

所述生成模块，还用于逐次生成剩余子作业区域的作业航线；

所述确定模块，还用于逐次根据所述任意一个子作业区域的终止航点与所述剩余子作业区域的起始航点的距离，确定全部所述下一个子作业区域；

所述获取模块，还用于逐次根据每个所述任意一个子作业区域的终止航点与对应的下一个子作业区域的起始航点，获得所述M-1个过渡航线。

8.根据权利要求7所述的无人机航线规划装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：

将所述剩余子作业区域中与所述任意一个子作业区域的终止航点之间的距离最近的起始航点对应的子作业区域确定为所述下一个子作业区域。

9.根据权利要求7所述的无人机航线规划装置，其特征在于，所述确定模块，还具体用于：

将所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线发送给无人机，以使所述无人机按照所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业。

10.根据权利要求6所述的无人机航线规划装置，其特征在于，还包括：发送模块；

所述发送模块，用于将所述每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线发送给无人机，以使所述无人机按照每个子作业区域的作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业。

11.一种系统，其特征在于，包括：无人机和终控设备；

所述终控设备用于执行权利要求1-5任意一项所述的无人机航线规划方法，所述无人机用于按照所述每个子作业区域的所述作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业，或，所述无人机用于执行权利要求1-5任意一项所述的无人机航线规划方法，且所述无人机用于按照所述每个子作业区域的所述作业航线和所述M-1个过渡航线进行作业。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的无人机航线规划方法。

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