CN111766870B - 过渡路径和作业路径的规划方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请的实施例提供了一种过渡路径和作业路径的规划方法及相关装置，涉及设备导引领域。该方法包括：获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；当起点位置姿态的参数缺失时，根据起点位置姿态现有的参数和任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整；根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态；根据起点位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息规划作业路径，以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。本申请能够使得作业设备全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率，降低人工成本。

Description

过渡路径和作业路径的规划方法及相关装置
技术领域
本申请涉及设备导引领域，具体而言，涉及一种过渡路径和作业路径的规划方法及相关装置。
背景技术
随着社会的发展，为了提高生产效率，人们对于作业设备(例如，植保农机、无人机、无人车、植保无人船等)的自动化程度要求越来越高，而提高作业设备的自动化程度的核心是怎样实现对作业设备的过渡路径和作业路径的规划。
当前的作业设备在任务区域进行作业时，常常需要人工的辅助才能实现作业设备的自动化作业。也即是说，当前的作业设备还不能完全地自动化作业，仍旧需要在人工的看管控制下才能完成作业任务。
因此，现有的作业设备存在着作业效率低下的问题。
发明内容
本申请的目的包括，例如，提供了一种过渡路径和作业路径的规划方法及相关装置，其能够使得作业设备全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率，降低人工成本。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，本申请实施例提供一种过渡路径和作业路径的规划方法，包括：获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；当所述起点位置姿态的参数缺失时，根据所述起点位置姿态现有的参数和所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整；根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息规划作业路径，以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
在可选的实施方式中，所述根据所述起点位置姿态现有的参数和所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整的步骤包括：根据所述起点位置姿态的参数确定缺失信息；所述缺失信息表征所述起点位置姿态的位置和方向的缺失状况；根据所述起点位置姿态的缺失信息、所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整。
在可选的实施方式中，当所述缺失信息包括位置方向缺失信息、位置缺失信息、方向缺失信息中的任一种时，所述根据所述起点位置姿态的缺失信息、所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整的步骤包括：根据所述起点位置姿态、所述待作业的任务区域生成多条可行作业路径；从所述多条可行作业路径中获取在所述待作业的任务区域中作业效率最高的可行作业路径，得到目标作业路径；根据所述目标作业路径的起点的位置和方向将所述起点位置姿态的参数补充完整。
在可选的实施方式中，所述根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态的步骤包括：根据所述当前位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述当前位置姿态为起点且位于所述任务区域内的至少一个当前安全轨迹；根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述起点位置姿态为终点且位于所述任务区域内的至少一个目标安全轨迹；根据所述至少一个当前安全轨迹、所述至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动到所述起点位置姿态。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：显示所述过渡路径和所述作业路径，并获取用户的操作信息；所述操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息；当所述操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并返回执行根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态的步骤；当所述操作信息为按规划路径执行信息时，输出所述过渡路径和所述作业路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态，以及以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
第二方面，本申请实施例还提供一种过渡路径和作业路径的规划方法，包括：获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息规划作业路径，以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业；显示所述过渡路径和所述作业路径，并获取用户的操作信息；根据所述操作信息输出所述过渡路径和所述作业路径。
在可选的实施方式中，所述操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息，所述根据所述操作信息输出所述过渡路径和所述作业路径的步骤包括：当所述操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并返回执行根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态的步骤；当所述操作信息为按规划路径执行信息时，输出所述过渡路径和所述作业路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态，以及以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
第三方面，本申请实施例提供一种过渡路径和作业路径的规划装置，包括：第一获取模块，用于获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；第一规划模块，用于当所述起点位置姿态的参数缺失时，根据所述起点位置姿态现有的参数和所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整；所述第一规划模块，还用于根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；所述第一规划模块，还用于根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息规划作业路径，以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
在可选的实施方式中，所述第一规划模块用于根据所述起点位置姿态的参数确定缺失信息；所述缺失信息表征所述起点位置姿态的位置和方向的缺失状况；所述第一规划模块还用于根据所述起点位置姿态的缺失信息、所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整。
在可选的实施方式中，当所述缺失信息包括位置方向缺失信息、位置缺失信息、方向缺失信息中的任一种时，所述第一规划模块用于根据所述起点位置姿态、所述待作业的任务区域生成多条可行作业路径；所述第一规划模块还用于从所述多条可行作业路径中获取在所述待作业的任务区域中作业效率最高的可行作业路径，得到目标作业路径；所述第一规划模块还用于根据所述目标作业路径的起点的位置和方向将所述起点位置姿态的参数补充完整。
在可选的实施方式中，所述第一规划模块用于根据所述当前位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述当前位置姿态为起点且位于所述任务区域内的至少一个当前安全轨迹；所述第一规划模块还用于根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述起点位置姿态为终点且位于所述任务区域内的至少一个目标安全轨迹；所述第一规划模块还用于根据所述至少一个当前安全轨迹、所述至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动到所述起点位置姿态。
在可选的实施方式中，所述装置还包括第一显示模块，用于显示所述过渡路径和所述作业路径，并获取用户的操作信息；所述操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息；所述装置还包括第一控制模块，用于当所述操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并通知所述第一规划模块用于根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；所述第一控制模块还用于当所述操作信息为按规划路径执行信息时，输出所述过渡路径和所述作业路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态，以及以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
第四方面，本申请实施例提供一种过渡路径和作业路径的规划装置，包括：第二获取模块，用于获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；第二规划模块，用于根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；所述第二规划模块，还用于根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息规划作业路径，以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业；第二显示模块，用于显示所述过渡路径和所述作业路径，并获取用户的操作信息；第二控制模块，用于根据所述操作信息输出所述过渡路径和所述作业路径。
在可选的实施方式中，所述操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息，所述第二控制模块用于当所述操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并通知所述第二规划模块用于根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；所述第二控制模块还用于当所述操作信息为按规划路径执行信息时，输出所述过渡路径和所述作业路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态，以及以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
第五方面，本申请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前述实施方式中任一项所述的过渡路径和作业路径的规划方法。
第六方面，本申请实施例提供一种作业设备控制单元，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如前述实施方式中任一项所述的过渡路径和作业路径的规划方法。
第七方面，本申请实施例提供一种作业设备，包括：机体；动力设备，安装在所述机体，用于为所述作业设备提供动力；以及作业设备控制单元；所述作业设备控制单元包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如前述实施方式中任一项所述的过渡路径和作业路径的规划方法。
本申请实施例的有益效果包括，例如：由于在获取到当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息后，本申请能够在起点位置姿态的参数缺失时，将其补充完整，并根据这些信息生成过渡路径和作业路径。进而使得作业设备能够沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态，以及使得从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。因此，本申请能够使得作业设备全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率，降低人工成本。
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，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例所提供的作业设备控制单元的结构框图；
图2为本申请实施例所提供的作业设备的结构框图；
图3为本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法的一种流程图；
图4为本申请实施例提供的过渡路径的一种场景示意图；
图5为本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法的S110步骤的流程图；
图6为本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法的S110B步骤的流程图；
图7为本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法的S120步骤的流程图；
图8为本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法的S120步骤的另一种流程图；
图9为本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法的S120C-1步骤的流程图；
图10为本申请实施例提供的过渡路径的另一种场景示意图；
图11为本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法的另一种流程图；
图12为本申请实施例提供的完整过渡路径和作业路径的规划方法的流程示意图；
图13为本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划装置的一种功能模块图；
图14为本申请实施例提供的另一种过渡路径和作业路径的规划方法的流程图；
图15为本申请实施例提供的另一种过渡路径和作业路径的规划装置的功能模块图。
图标：100-作业设备控制单元；110-存储器；120-处理器；130-通信接口；200-作业设备；210-机体；220-动力设备；300-过渡路径和作业路径的规划装置；310-第一获取模块；320-第一规划模块；330-第一显示模块；340-第一控制模块；400-另一种过渡路径和作业路径的规划装置；410-第二获取模块；420-第二规划模块；430-第二显示模块；440-第二控制模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案、优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中给出的附图，对本申请实施例中提供的技术方案进行完整、清楚地描述，显然可以理解，本申请所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在本申请给出的附图中所描述和示出的组件可以以各种不同的配置或构造来进行布置设计。
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，而仅仅表示本申请的选定实施例。在本申请中的实施例的基础上，本领域普通技术人员在没有作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。
需要说明的是，在不冲突的信息下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
在本申请实施例的实现过程中，本申请的发明人发现：
当前的作业设备在任务区域进行作业时，常常需要人工的辅助才能实现作业设备的自动化作业。例如，在规划作业设备的作业路径时，需要人工选择作业路径的参考线，然后才能得到作业设备的作业路径。
此外，目前在作业设备沿规划好的作业路径行驶作业之前，作业设备的当前位置姿态与作业路径的起点位置姿态常常是不一致的，也即是，作业设备的当前位置和方向不符合作业路径的起点的位置和方向。为了使得作业设备能够成功的沿作业路径行驶作业，还需要通过人工手动控制作业设备移动到作业路径的起点位置姿态，才能使得作业设备沿设定好的作业路径进行作业。故，当前作业设备的过渡路径和作业路径的规划还不能使得作业设备完全地自动化作业，仍旧需要人工看管控制才能完成作业任务。
进而，为了改善上述现有技术中的种种缺陷，本申请实施例提出了一种过渡路径和作业路径的规划方法及相关装置，其能够使得作业设备全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率，降低人工成本。
需要说明的是，以上现有技术中的技术方案所存在的种种缺陷，均是发明人经过仔细的实践研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在实现本申请过程中对本申请做出的贡献。
首先，本申请提供了一种能够使得作业设备全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率的作业设备控制单元。请参照图1，为本申请实施例所提供的作业设备控制单元100的结构框图。该作业设备控制单元100可以包括：存储器110、处理器120和通信接口130，该存储器110、处理器120与通信接口130之间直接地或间接地电性连接，以实现数据的传输以及交互。例如，这些元件相互之间可通过总线和/或信号线实现电性连接。
处理器120可以处理与过渡路径和作业路径的规划有关的信息和/或数据，以执行本申请描述的一个或多个功能。例如，处理器120可以获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息，并根据上述信息或数据进行过渡路径和作业路径的规划，达到能够使得作业设备全自动地在任务区域上作业的目的，提高作业设备的工作效率，降低人工成本。
其中，上述的存储器110可以是但不限于：固态硬盘(Solid State Disk，SSD)、机械硬盘(Hard Disk Drive，HDD)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EPROM)，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，电可擦除只读存储器(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等。
上述的处理器120可以是但不限于：中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是但不限于：专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)、现场可编程门阵列(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。因此，上述的处理器120可以是一种具有信号处理能力的集成电路芯片。
可以理解的是，图1所示的作业设备控制单元100的结构仅为一种示意结构，该作业设备控制单元100还可以包括比图1中所示的结构更多或者更少的组件或模块，或者具有与图1中所示的结构不同的配置或构造。并且，图1中所示的各组件可通过硬件、软件或两者的组合来实现。此外，还应理解的是，根据实际应用时的需求的不同，本申请提供的作业设备控制单元100可以采用不同的配置或构造，例如，本申请所提供的作业设备控制单元100可以是作业设备的控制核心器件(例如植保农机、无人机、无人车、植保无人船等内部的控制器)，也可以是具有通信、计算和存储功能的电子设备(例如服务器、云平台、计算机、手机、平板等)。
因此，当本申请实施例所提供的作业设备控制单元100为作业设备的控制核心器件时，本申请还提供了一种作业设备，其能够全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率。请参照图2，为本申请实施例所提供的作业设备200的结构框图，该作业设备200可以包括机体210、动力设备220以及上述的作业设备控制单元100。
其中，动力设备220可以安装在上述的机体210，用于为作业设备200提供动力，例如，当该作业设备采用车辆形态的构造时，动力设备220可以是车辆的驱动模块(包括发动机、底盘等)，机体210可以是车辆的车身。作业设备控制单元100的存储器110存储有与过渡路径和作业路径的规划方法相关的机器可读指令，处理器120可以执行该机器可读指令，进而获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息，并根据上述数据进行过渡路径和作业路径的规划，以及根据规划出的作业路径控制作业设备200全自动地在任务区域上作业，达到实现本申请提供的过渡路径和作业路径的规划方法的目的。
应理解，本申请提供的作业设备200可以根据作业需求采用不同的形态构造，例如，本申请所提供的作业设备200的可以是农机、无人机、无人车、无人船、各种类型的载具、自动驾驶汽车等。也即是说，图2所示的结构仅为一种示意，该作业设备200还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。
进一步的，当本申请所提供的作业设备控制单元100为具有通信、计算和存储功能的电子设备时，这些电子设备可以获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息，根据这些数据进行过渡路径和作业路径的规划，并将规划出的作业路径通过网络传送至作业设备(农机、无人机、无人车、无人船、载具、自动驾驶汽车等)，进而使得这些作业设备能够全自动地在任务区域上作业，实现本申请提供的过渡路径和作业路径的规划方法。
下面为了便于理解，本申请以下的实施例将以图2所示的作业设备200为例并结合附图，对本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法进行阐述。
请参照图3，图3示出了本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划方法的一种流程图。该过渡路径和作业路径的规划方法可以应用于上述的作业设备200，该过渡路径和作业路径的规划方法可以包括以下步骤：
S100，获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息。
在一些可能的实施例中，作业设备200可以从其他电子设备(例如，服务器、中转服务器、后台服务器、云服务器等电子设备)的存储器处获取到作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息，或者也可以从自身的存储器处获取到上述信息，并且作业设备200还可以通过GPS、wifi、蓝牙、基站等定位技术获取到作业设备200的当前位置姿态。进而，本申请对于上述数据(包括作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径、待作业的任务区域的信息以及其他完成本申请所需要获取的信息)的获取方式不作限定。
其中，上述的当前位置姿态可以包括位置参数和方向参数，起点位置姿态也可以包括位置参数和方向参数。
或者说，当前位置姿态可以包括作业设备的当前所处的具体位置以及作业设备的当前朝向(方向)，起点位置姿态表征作业设备在移动至作业路径的起点处所需要处于的位置和方向。例如图4，作业设备当前位于a点，且作业设备的方向(如当作业设备为农机时，作业设备的方向可以理解为农机的朝向)与a点处的箭头所指方向一致。为了使得作业设备的当前位置和方向符合作业路径的起点的位置和方向，作业设备需要移动至的点为b点，作业设备在移动至b点时的方向需要与b点处的箭头所指方向一致。则a点为当前位置姿态的位置参数，a点处的箭头方向为当前位置姿态的方向参数；b点为起点位置姿态的位置参数，b点处的箭头方向为起点位置姿态的方向参数。
上述的转弯半径为作业设备在任务区域中转弯时所行驶的轨迹的半径，待作业的任务区域可以是多边形区域、圆形区域、扇形区域、矩形区域或者不规则区域等，任务区域的信息可以为表征该任务区域的边界、顶点等坐标位置的数据。
S110，当起点位置姿态的参数缺失时，根据起点位置姿态现有的参数和任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整。
在一些可能的实施例中，起点位置姿态的参数可以包括起点位置参数和起点方向参数。因此，起点位置姿态的参数缺失的情况可以包括：位置参数缺失、方向参数缺失以及位置方向参数均缺失。当出现上述的起点位置姿态的参数缺失的情况时，即可判断出起点位置姿态的参数缺失。
当起点位置姿态的参数缺失时，可根据起点位置姿态现有的参数和任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整。例如按照工作效率最大化、工作时间最小化等原则结合任务区域的信息并将起点位置姿态的参数中缺失的量作为变量将起点位置姿态的参数补充完整。
需要补充的是，在实际应用中，S110可以包括：判断起点位置姿态的参数是否缺失；当起点位置姿态的参数缺失时，根据起点位置姿态现有的参数和任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整。并且可以理解，起点位置姿态表征作业设备在任务区域上作业的起点和方向。
S120，根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态。
由于目前在作业设备沿规划好的工作路径行驶作业之前，作业设备的当前位置姿态与作业路径的起点位置姿态常常是不一致的。为了实现作业设备的全自动作业，可以规划出一条过渡路径，该过渡路径的起点与作业设备的当前位置姿态对应，该过渡路径的终点与作业设备起点位置姿态对应。进而，作业设备可以根据这条过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态。
应理解，上述的起点位置姿态可以包括“在起点位置姿态的参数缺失时，经S110补充完整后的起点位置姿态”，也可以包括“参数未缺失的起点位置姿态”。换句话说，上述的起点位置姿态是参数完整的起点位置姿态。
S130，根据起点位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息规划作业路径，以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。
在作业设备移动至起点位置姿态，或者规划出能够使得作业设备从当前位置姿态移动至起点位置姿态的过渡路径后，还可以为作业设备规划出一条作业路径，使得作业设备可以根据这条作业路径从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。例如，可以通过A*、蚁群等路径搜索算法规划出作业设备的作业路径，本申请对此不作限制。
应理解，由于现有的作业设备在地块上进行作业时，其过渡路径和作业路径的规划需要由人工辅助才能确定。并且，现有的过渡路径和作业路径的规划忽略了作业设备的当前位置姿态与作业路径的起点位置姿态不一致的情况，导致作业在沿作业路径进行作业之前，不得不由人工手动控制作业设备移动到作业路径的起点位置姿态。本申请创造性地在起点位置姿态的参数缺失时，将其补充完整，并根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划出了能够使得作业设备从当前位置姿态移动至起点位置姿态的过渡路径，并进一步规划出了作业路径，使得作业设备能够从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业，因此，本申请有效地解决了现有技术中的问题。
在实际应用中应用本申请所提供的方法时，可以以系统的形式实现该方法。例如，本领域技术人员可以根据本申请所提供的方法在农机上设置一个全自动作业系统，该全自动作业系统可以获取到农机的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息，然后在起点位置姿态的参数缺失时，将其补充完整，并规划出过渡路径和作业路径，最后控制农机沿规划出的过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态，以及在农机移动至起点位置姿态后，控制农机从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业，实现农机的全自动作业过程。
也即是说，基于本申请所提供的方法，作业设备可以不需要人工辅助即可实现对任务区域的作业，而现有的方法并不能实现该过程。
应理解，由于在获取到当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息后，本申请能够在起点位置姿态的参数缺失时，将其补充完整，并根据这些信息生成过渡路径和作业路径。进而使得作业设备能够沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态，以及使得从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。因此，本申请能够使得作业设备全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率，降低人工成本。
在一些可能的实施例中，对于如何“根据起点位置姿态现有的参数和任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整”，在图3的基础上，请参照图5，S110可以包括如下步骤：
S110A，根据起点位置姿态的参数确定缺失信息；缺失信息表征起点位置姿态的位置和方向的缺失状况。
在一些可能的实施例中，当起点位置姿态的参数中仅包括位置参数时，则根据起点位置姿态的参数可以确定缺失信息为位置缺失信息；当起点位置姿态的参数中仅包括方向参数时，则根据起点位置姿态的参数可以确定缺失信息为方向缺失信息；当起点位置姿态的参数中不包括位置参数和方向参数时，则根据起点位置姿态的参数可以确定缺失信息为位置方向缺失信息；当起点位置姿态的参数中包括位置参数和方向参数时，则说明起点位置姿态的参数完整，根据起点位置姿态的参数可以确定缺失信息为位置方向完整信息。
S110B，根据起点位置姿态的缺失信息、任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整。
在确定出缺失信息后，即可根据起点位置姿态的缺失信息、任务区域的信息确定完整起点位置姿态，例如按照工作效率最大化、工作时间最小化等原则结合任务区域的信息并将起点位置姿态的参数中缺失的量作为变量将起点位置姿态的参数补充完整。
或者换句话说，可以先将起点位置姿态的参数中缺失的量作为变量在任务区域上确定出多个可行位置姿态，然后从这多个可行位置姿态中选出最优的可行位置姿态，并将该最优的可行位置姿态确定为补充完整后的作业设备的起点位置姿态。
进一步的，由于现有的作业设备在任务区域进行作业时，需要人工的辅助才能实现作业设备的自动化作业，而人工在辅助作业设备进行自动化作业时常常会忘记设定作业路径的起点位置姿态中的位置参数和\或方向参数。在人工忘记设定作业路径的起点位置姿态时，现有的起点位置姿态调整方法只能根据默认的规则设定起点位置姿态(例如只能从任务区域中随意选择一个位姿或者直接将作业设备的当前位置姿态作业起点位置姿态)，即现有的起点位置姿态调整方法所确定出的起点位置姿态不是最优的，因此，现有的起点位置姿态调整方法在实际使用时存在着作业设备的作业效率低下的问题。
进而在一些可能的实施例中，当所述缺失信息包括位置方向缺失信息、位置缺失信息、方向缺失信息中的任一种时，为了解决现有的起点位置姿态调整方法中所导致的作业设备的作业效率低下的问题，在图5的基础上，请参照图6，S110B可以包括如下步骤：
S110B-1，根据起点位置姿态、待作业的任务区域生成多条可行作业路径。
例如，当缺失信息为位置方向缺失信息时，则可以将位置方向均作为变量并基于任务区域的信息在任务区域上生成多条可行作业路径(相当于在任务区域上选择多个位置姿态，然后为每个位置姿态确定一条可行作业路径)；当缺失信息为位置缺失信息时，则可以将位置作为变量并基于任务区域的信息在任务区域上生成多条可行作业路径(相当于在任务区域上选择多个方向与起点位置姿态的方向参数一致的位置姿态，然后为每个位置姿态确定一条可行作业路径)；当缺失信息为方向缺失信息时，则可以将方向作为变量并基于任务区域的信息在任务区域上生成多条可行作业路径(相当于在任务区域上选择多个位置与起点位置姿态的位置参数一致的位置姿态，然后为每个位置姿态确定一条可行作业路径)。
S110B-2，从多条可行作业路径中获取在待作业的任务区域中作业效率最高的可行作业路径，得到目标作业路径。
例如，在确定出多条可行作业路径后，可以分别计算出每条可行作业路径的工作覆盖率，再将工作覆盖率最高的可行作业路径确定为作业效率最高的可行作业路径，进而得到目标作业路径。
或者例如，可以分别计算出每条可行作业路径的作业时间，再将作业时间最短的可行作业路径确定为作业效率最高的可行作业路径，进而得到目标作业路径。
另外还例如，可以分别计算出每条可行作业路径的避障效率，再将避障效率最高的可行作业路径确定为作业效率最高的可行作业路径，进而得到目标作业路径。
甚至在一些其他的实施例中还可以结合上述的工作覆盖率、作业时间以及避障效率来综合确定可行作业路径的作业效率。
因此，上述的作业效率最高的可行作业路径的评价标准包括但不限于：工作覆盖率、作业时间、避障效率等。
S110B-3，根据目标作业路径的起点的位置和方向将起点位置姿态的参数补充完整。
例如，可以直接将目标作业路径的起点的位置和方向作为起点位置姿态的位置参数和方向参数，进而达到将起点位置姿态的参数补充完整的目的。
应理解，本申请能够根据起点位置姿态的位置和方向的缺失状况确定出一个作业效率最高的可行作业路径，并将该可行作业路径的起点的位置和方向作为起点位置姿态的位置和方向，进而本申请所补充完整后的起点位置姿态是最优的，能够提高作业设备的作业效率，解决现有的起点位置姿态调整方法在实际使用时存在着作业设备的作业效率低下的问题。
进一步的，为了确保作业设备的安全，在一些可能的实施例中，对于如何“根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态”，在图3的基础上，请参照图7，S120可以包括以下步骤：
S120A，根据当前位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息，生成以当前位置姿态为起点且位于任务区域内的至少一个当前安全轨迹。
为避免所规划出的过渡路径超出任务区域的边界，以此确保作业设备的安全。在一些可能的实施例中，可以先根据当前位置姿态以及转弯半径生成多个以当前位置姿态为起点的试探轨迹，其中，所生成试探轨迹可以是圆弧、椭圆弧等形式，本申请对此不做限制。在生成多个试探轨迹之后，可以从多个试探轨迹中选出至少一个位于任务区域内的轨迹，进而得到至少一个当前安全轨迹。
S120B，根据起点位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息，生成以起点位置姿态为终点且位于任务区域内的至少一个目标安全轨迹。
同样的，为避免所规划出的过渡路径超出任务区域的边界，以此确保作业设备的安全。在一些可能的实施例中，可以先根据起点位置姿态、转弯半径生成多个以起点位置姿态为终点的试探轨迹，其中，所生成的试探轨迹可以是圆弧、椭圆弧等形式，本申请对所生成试探轨迹的形式不作限定。在生成多个试探轨迹之后，可以从这多个试探轨迹中选出至少一个位于任务区域内的轨迹，进而得到至少一个目标安全轨迹。
可以理解的是，上述的S120A、S120B在执行顺序上没有先后之分，在实际应用中，既可以先执行S120A再执行S120B，也可以先执行S120B再执行S120A，还可以两者同时执行。
S120C，根据至少一个当前安全轨迹、至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到起点位置姿态。
例如，可以先从至少一个当前安全轨迹挑选一条当前安全轨迹，从至少一个目标安全轨迹挑选一条目标安全轨迹。然后将这挑选出的当前安全轨迹和目标安全轨迹相连，进而得到作业设备的过渡路径。
其中，该过渡路径一般包括以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹、以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹以及相连路径。但是在实际应用上述S120A、S120B以及S120C来生成过渡路径时，由于当前位置姿态和起点位置姿态的位置关系的不同，所生成的过渡路径可能存在以下多种可能的情形：
一、所生成的过渡路径仅包括相连路径部分，而不包括以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹部分和以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹部分；
二、所生成的过渡路径仅包括相连路径部分和以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹部分，而不包括以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹部分；
三、所生成的过渡路径仅包括相连路径部分和以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹部分，而不包括以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹部分；
四、所生成的过渡路径仅包括以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹部分和以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹部分，而不包括相连路径部分；
五、所生成的过渡路径仅包括以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹部分，而不包括相连路径部分和以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹部分；
六、所生成的过渡路径仅包括以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹部分，而不包括相连路径部分和以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹部分；
七、所生成的过渡路径不存在，也即是说，当前位置姿态和起点位置姿态完全相同。
进而，上述S120A、S120B以及S120C可以理解为一种规划过渡路径的流程，在规划从当前位置姿态到起点位置姿态之间的过渡路径时，会尝试规划出以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹部分、以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹部分以及相连路径部分，但是最后规划出的过渡路径可以包括以当前位置姿态为起点的当前安全轨迹部分、以起点位置姿态为终点的目标安全轨迹部分以及相连路径部分中的一种或多种，甚至最后规划出的过渡路径可以不存在。
还应理解，至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹均位于任务区域内，进而本申请所提供的方法能够确保所生成的过渡路径也在多边形区域内，避免作业设备在沿过渡路径行驶时超出任务区域，确保作业设备的安全。
进一步的，由于在根据两个轨迹生成过渡路径时，若这两个轨迹相交则会导致无法生成可行的过渡路径。因此，为了确保在根据至少一个当前安全轨迹、至少一个目标安全轨迹生成过渡路径时可行，对于如何“根据至少一个当前安全轨迹、至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到起点位置姿态”，在图7的基础上，请参照图8，S120C可以包括：
S120C-1，分别从至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹中确定出一个轨迹，得到当前可行轨迹和目标可行轨迹；当前可行轨迹与目标可行轨迹不相交。
其中，当前可行轨迹与目标可行轨迹不相交可以指的是：当前可行轨迹与目标可行轨迹相离或相切。
例如，可以先判断所述至少一个当前安全轨迹和所述至少一个目标安全轨迹中，是否存在有不相交的轨迹，若存在，则将不相交的这两个轨迹确定为当前可行轨迹和目标可行轨迹。应理解，此时所确定出来的不相交的两个轨迹即能够确保在根据至少一个当前安全轨迹、至少一个目标安全轨迹生成过渡路径时可行。
在一些可能的实施例中，为了找出最合适的当前可行轨迹和目标可行轨迹以使得规划出的过渡路径最优，对于如何分别从至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹中确定出一个轨迹，得到当前可行轨迹和目标可行轨迹，S120C-1可以包括：
从至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹中确定出不相交且距离最小的当前安全轨迹和目标安全轨迹，作为当前可行轨迹和目标可行轨迹。
例如，可以先从至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹中确定出所有不相交的当前安全轨迹和目标安全轨迹，得到当前安全轨迹集合和目标安全轨迹集合。然后从当前安全轨迹集合和目标安全轨迹集合确定出中心距离最小的当前安全轨迹和目标安全轨迹，作为当前可行轨迹和目标可行轨迹。
进一步的，在当前可行轨迹和目标可行轨迹均为圆弧时，S120C-1还可以包括：从至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹中确定出不相交且圆心距离最小的当前安全轨迹和目标安全轨迹，作为当前可行轨迹和目标可行轨迹。
在一些可能的实施例中，在至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹中，当前安全轨迹与目标安全轨迹均相交时，对于上述的S120C-1，该步骤还可以包括：重设当前位置姿态，并返回执行S120A。
例如，假设预设的转弯半径为R，作业设备200的当前位置姿态的方向为θ，作业设备200的坐标为(xs,ys)。则可以根据以下公式：(xs,ys)`＝(xs,ys)+(Rcosθ,Rsinθ)，在预先建立的坐标系中对当前位置姿态进行平移，得到新的当前位置姿态，(xs,ys)`为平移后的位置姿态的坐标，然后返回执行S120A。
应理解，对于至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹，当前安全轨迹与目标安全轨迹均相交时，通过本申请实施例可以对当前位置姿态进行移动，并再次应用本申请的方法进行过渡路径的重新规划，进而达到自动进行过渡路径的规划的效果。
S120C-2，根据当前可行轨迹和目标可行轨迹生成过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到起点位置姿态。
应理解，由于当前可行轨迹与目标可行轨迹不相交，而不相交的两个轨迹能够确保所生成的过渡路径可行。即，本申请能够生成可行的过渡路径。
由于在实际应用中的位置姿态的信息非常复杂，每次都应用现有简单的路径规划方法进行过渡路径的规划会产生大量的计算。因此，为了减少计算量，提高规划效率，在一些可能的实施例中，在当前可行轨迹和目标可行轨迹均为圆弧时，对于如何根据当前可行轨迹和目标可行轨迹生成过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到起点位置姿态，在图8的基础上，请参照图9，S120C-2可以包括：
S120C-21，在预设坐标系中，对当前可行轨迹和目标可行轨迹进行旋转平移变换，分别得到与当前可行轨迹对应的当前标准轨迹和与目标可行轨迹对应的目标标准轨迹；
其中，当前标准轨迹的圆心和目标标准轨迹的圆心均位于预设坐标系的坐标轴上，且关于预设坐标系的原点对称。
如图10所示，预设坐标系为X-Y坐标系，当前可行轨迹为S1，目标可行轨迹为S2。在该X-Y坐标系中对S1和S2进行旋转平移变换，得到S1和S2对应的标准轨迹的过程可以如下：
首先，假设当前可行轨迹S1和目标可行轨迹S2的圆心坐标分别为(X S1,Y S1)、(XS2,Y S2)，该两圆心坐标的中点坐标为Omid＝(xmid,ymid)。则根据如下公式：
Figure BDA0002516621770000151
即可实现对S1和S2的圆心的旋转平移变换，可以理解，该旋转平移变换的平移量为(-xmid,-ymid)，旋转量为α。其中，X、Y均为轨迹圆心的坐标，(x″,y″)为轨迹圆心进行旋转平移变换后的坐标，(xc,yc)为旋转平移变换前当前可行轨迹S1的圆心坐标，(xt,yt)为旋转平移变换前目标可行轨迹为S2的圆心坐标，(x″,y″)为被操作坐标的最终变换结果。
例如，对S2的圆心进行旋转平移，则代入上述公式：
Figure BDA0002516621770000152
Figure BDA0002516621770000153
所得到的(x″,y″)即为S2的圆心坐标的最终变换结果。
在对当前可行轨迹的圆心和目标可行轨迹的圆心进行旋转平移变换后，还需要根据如下公式：
Figure BDA0002516621770000154
实现对当前位置姿态和起点位置姿态方向的平移旋转，进而实现对当前可行轨迹和目标可行轨迹的旋转平移变换；其中，θ∈[0,2π]，是位置姿态的方向角，θ′为更新后的方向角。
例如，假设作业设备200当前位置姿态的方向角为θ1，对当前位置姿态进行旋转平移，则代入上述公式可得：
Figure BDA0002516621770000161
θ′为更新后的当前位置姿态的方向角。
S120C-22，根据当前标准轨迹和目标标准轨迹生成标准过渡路径。
S120C-23，对标准过渡路径进行逆旋转平移变换，得到过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到起点位置姿态。
可以理解，对标准过渡路径进行逆旋转平移变换时所需要的角度旋转量为-α，坐标平移量为(xmid,ymid)。
应理解，本申请实施例所提供的过渡路径和作业路径的规划方法既可以在二维平面中实现，也可以在三维空间中实现，因此本申请所提供的示意图中所展示的在二维平面上的进行过渡路径的规划过程仅仅只是一种示意，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下可以容易地将过渡路径的规划方法应用至三维空间中。
进一步的，在图3的基础上，请参照图11，上述的方法还包括：
S140，显示过渡路径和作业路径，并获取用户的操作信息；操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息。
例如，在作业设备上可以安装有显示单元。在规划出过渡路径和作业路径后，作业设备可以在显示单元上显示出所规划的过渡路径和作业路径，以及同时显示出提示用户进行操作的信息(以告知用户输入重新规划信息或者按规划路径执行信息)。
其中，用户可以通过语音与作业设备进行交互，进而向作业设备输入操作信息；也可以通过触摸面板与作业设备进行交互，进而向作业设备输入操作信息。可以理解，本申请对于用于与作业设备的交互形式不作限定。
S150，当操作信息为重新规划信息时，重设起点位置姿态，并返回执行S120。
例如，可以重新设置起点位置姿态的位置参数或方向参数，以实现起点位置姿态的重设。并且，当起点位置姿态的位置参数和/或方向参数存在缺失时，也可以重新设置起点位置姿态的参数中未缺失的位置参数或方向参数，以实现起点位置姿态的重设。
S160，当操作信息为按规划路径执行信息时，输出过渡路径和作业路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态，以及以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。
应理解，在执行完S130之后(即，已经完成了过渡路径以及过渡路径和作业路径的规划)，通过将过渡路径和作业路径显示出来，交由用户参考评估，在用户不满意时，可以对起点位置姿态进行重设，并重新规划过渡路径和作业路径，直至用户得到满意的过渡路径和作业路径。因此，本申请所提供的方法还能提高人机交互能力。
下面将结合实际应用对上述方法做进一步解释。
请参照图12，为本申请实施例所提供的一种完整过渡路径和作业路径的规划方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：
S1，获取任务区域的顶点的坐标集、作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态和转弯半径。
S2，判断起点位置姿态的缺失情况。
S3，当起点位置姿态的参数中不包括位置参数和方向参数时，以位置参数和方向参数为变量，确定起点位置姿态；当起点位置姿态的参数中不包括位置参数时，以位置参数为变量，确定起点位置姿态；当起点位置姿态的参数中不包括方向参数时，以方向参数为变量，确定起点位置姿态。
S4，规划从当前位置姿态到起点位置姿态的过渡路径。
S5，规划从起点位置姿态开始的作业路径。
S6，获取用户反馈的操作信息。
S7，当用户反馈的操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并返回执行S2；当用户反馈的操作信息为按规划路径执行信息时，输出过渡路径和作业路径以便作业设备进行作业。
可以理解的是，上述S1-S7可以参照上述方法步骤，在此不再赘述。
为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种过渡路径和作业路径的规划装置的实现方式，请参阅图13，图13示出了本申请实施例提供的过渡路径和作业路径的规划装置的一种功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的过渡路径和作业路径的规划装置300，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。该过渡路径和作业路径的规划装置300包括：第一获取模块310、第一规划模块320、第一显示模块330、第一控制模块340。
可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于存储器中或固化于本申请提供的作业设备的操作系统(Operating System，OS)中，并可由作业设备中的处理器执行。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。
第一获取模块310可以用于获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息。
可以理解的是，第一获取模块310可以用于支持作业设备执行上述S100等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第一规划模块320可以用于当起点位置姿态的参数缺失时，根据起点位置姿态现有的参数和任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整。
可以理解的是，第一规划模块320可以用于支持作业设备执行上述S110等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第一规划模块320还可以用于根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态。
可以理解的是，第一规划模块320可以用于支持作业设备执行上述S120等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第一规划模块320还可以用于根据起点位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息规划作业路径，以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。
可以理解的是，第一规划模块320可以用于支持作业设备执行上述S130等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第一显示模块330可以用于显示过渡路径和作业路径，并获取用户的操作信息；操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息。
可以理解的是，第一显示模块330可以用于支持作业设备执行上述S140等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第一控制模块340可以用于当操作信息为重新规划信息时，重设起点位置姿态，并通知第一规划模块320返回执行S120。
可以理解的是，第一控制模块340还可以用于支持作业设备执行上述S150等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第一控制模块340还可以用于当操作信息为按规划路径执行信息时，输出过渡路径和作业路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态，以及以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。
可以理解的是，第一控制模块340可以用于支持作业设备执行上述S160等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
在一些可能的实施例中，对于如何“根据起点位置姿态现有的参数和任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整”。第一规划模块320可以用于根据起点位置姿态的参数确定缺失信息；缺失信息表征起点位置姿态的位置和方向的缺失状况；根据起点位置姿态的缺失信息、任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整。
可以理解的是，第一规划模块320可以用于支持作业设备执行上述S110A、S110B等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
进而在一些可能的实施例中，当所述缺失信息包括位置方向缺失信息、位置缺失信息、方向缺失信息中的任一种时，为了解决现有的起点位置姿态调整方法中所导致的作业设备的作业效率低下的问题。第一规划模块320可以用于根据起点位置姿态、待作业的任务区域生成多条可行作业路径；从多条可行作业路径中获取在待作业的任务区域中作业效率最高的可行作业路径，得到目标作业路径；根据目标作业路径的起点的位置和方向将起点位置姿态的参数补充完整。
可以理解的是，第一规划模块320可以用于支持作业设备执行上述S110B-1、S110B-2、S110B-3等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
进一步的，为了确保作业设备的安全，在一些可能的实施例中，对于如何“根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态”。第一规划模块320可以用于根据当前位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息，生成以当前位置姿态为起点且位于任务区域内的至少一个当前安全轨迹；根据起点位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息，生成以起点位置姿态为终点且位于任务区域内的至少一个目标安全轨迹；根据至少一个当前安全轨迹、至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到起点位置姿态。
可以理解的是，第一规划模块320可以用于支持作业设备执行上述S120A、S120B、S120C等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
进一步的，由于在根据两个轨迹生成过渡路径时，若这两个轨迹相交则会导致无法生成可行的过渡路径。因此，为了确保在根据至少一个当前安全轨迹、至少一个目标安全轨迹生成过渡路径时可行，对于如何“根据至少一个当前安全轨迹、至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到完整起点位置姿态”。第一规划模块320可以用于分别从至少一个当前安全轨迹和至少一个目标安全轨迹中确定出一个轨迹，得到当前可行轨迹和目标可行轨迹；当前可行轨迹与目标可行轨迹不相交；根据当前可行轨迹和目标可行轨迹生成过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到完整起点位置姿态。
可以理解的是，第一规划模块320可以用于支持作业设备执行上述S120C-1、S120C-2等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
由于在实际应用中的位置姿态的信息非常复杂，每次都应用现有简单的路径规划方法进行过渡路径的规划会产生大量的计算。因此，为了减少计算量，提高规划效率，在一些可能的实施例中，在当前可行轨迹和目标可行轨迹均为圆弧时，对于如何根据当前可行轨迹和目标可行轨迹生成过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到完整起点位置姿态。第一规划模块320可以用于在预设坐标系中，对当前可行轨迹和目标可行轨迹进行旋转平移变换，分别得到与当前可行轨迹对应的当前标准轨迹和与目标可行轨迹对应的目标标准轨迹；其中，当前标准轨迹的圆心和目标标准轨迹的圆心均位于预设坐标系的坐标轴上，且关于预设坐标系的原点对称；根据当前标准轨迹和目标标准轨迹生成标准过渡路径；对标准过渡路径进行逆旋转平移变换，得到过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动到完整起点位置姿态。
可以理解的是，第一规划模块320可以用于支持作业设备执行上述S120C-21、S120C-22、S120C-23等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
进一步的，本申请还提供了另一种过渡路径和作业路径的规划方法。请参照图14，图14示出了本申请实施例提供的另一种过渡路径和作业路径的规划方法的流程图。该过渡路径和作业路径的规划方法可以应用于上述的作业设备200，该另一种过渡路径和作业路径的规划方法可以包括以下步骤：
S200，获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息。
可以参照上述的S100，在此不再赘述。
S210，根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态。
可以参照上述的S120，在此不再赘述。
S220，根据起点位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息规划作业路径，以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。
可以参照上述的S130，在此不再赘述。
S230，显示过渡路径和作业路径，并获取用户的操作信息。
可以参照上述的S140，在此不再赘述。
S240，根据操作信息输出过渡路径和作业路径。
对于如何根据操作信息输出过渡路径和作业路径，S240可以包括：当操作信息为重新规划信息时，重设起点位置姿态，并返回执行S210；
当操作信息为按规划路径执行信息时，输出过渡路径和作业路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态，以及以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。
可以参照上述的S150和S160，在此不再赘述。
为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出另一种过渡路径和作业路径的规划装置的实现方式，请参阅图15，图15示出了本申请实施例提供的另一种过渡路径和作业路径的规划装置的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的另一种过渡路径和作业路径的规划装置400，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。该另一种过渡路径和作业路径的规划装置400包括：第二获取模块410、第二规划模块420、第二显示模块430、第二控制模块440。
可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于存储器中或固化于本申请提供的作业设备的操作系统(Operating System，OS)中，并可由作业设备中的处理器执行。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。
第二获取模块410可以用于获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息。
可以理解的是，第二获取模块410可以用于支持作业设备执行上述S200等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第二规划模块420可以用于根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态。
可以理解的是，第二规划模块420可以用于支持作业设备执行上述S210等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第二规划模块420可以用于根据起点位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息规划作业路径，以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。
可以理解的是，第二规划模块420可以用于支持作业设备执行上述S220等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第二显示模块430可以用于显示过渡路径和作业路径，并获取用户的操作信息。
可以理解的是，第二显示模块430可以用于支持作业设备执行上述S230等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
第二控制模块440可以用于根据操作信息输出过渡路径和作业路径。
可以理解的是，第二控制模块440可以用于支持作业设备执行上述S240等，和/或用于本文所描述的技术的其他过程。
基于上述方法实施例，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述过渡路径和作业路径的规划方法的步骤。
具体地，该存储介质可以为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述过渡路径和作业路径的规划方法，从而解决现有的作业设备存在着作业效率低下的问题，使得作业设备全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率，降低人工成本。
综上所述，本申请实施例提供了一种过渡路径和作业路径的规划方法及相关装置，该方法包括：获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；当起点位置姿态的参数缺失时，根据起点位置姿态现有的参数和任务区域的信息将起点位置姿态的参数补充完整；根据当前位置姿态、起点位置姿态、转弯半径和任务区域的信息规划过渡路径，以便作业设备沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态；根据起点位置姿态、转弯半径以及任务区域的信息规划作业路径，以便作业设备从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。由于在获取到当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息后，本申请能够在起点位置姿态的参数缺失时，将其补充完整，并根据这些信息生成过渡路径和作业路径。进而使得作业设备能够沿过渡路径从当前位置姿态移动至起点位置姿态，以及使得从起点位置姿态开始沿作业路径在待作业的任务区域上作业。因此，本申请能够使得作业设备全自动地在任务区域上作业，提高作业设备的工作效率，降低人工成本。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种过渡路径和作业路径的规划方法，其特征在于，包括：
获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；
当所述起点位置姿态的参数缺失时，根据所述起点位置姿态现有的参数和所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整；
根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；
根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息规划作业路径，以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述起点位置姿态现有的参数和所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整的步骤包括：
根据所述起点位置姿态的参数确定缺失信息；所述缺失信息表征所述起点位置姿态的位置和方向的缺失状况；
根据所述起点位置姿态的缺失信息、所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述缺失信息包括位置方向缺失信息、位置缺失信息、方向缺失信息中的任一种时，所述根据所述起点位置姿态的缺失信息、所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整的步骤包括：
根据所述起点位置姿态、所述待作业的任务区域生成多条可行作业路径；
从所述多条可行作业路径中获取在所述待作业的任务区域中作业效率最高的可行作业路径，得到目标作业路径；
根据所述目标作业路径的起点的位置和方向将所述起点位置姿态的参数补充完整。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态的步骤包括：
根据所述当前位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述当前位置姿态为起点且位于所述任务区域内的至少一个当前安全轨迹；
根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述起点位置姿态为终点且位于所述任务区域内的至少一个目标安全轨迹；
根据所述至少一个当前安全轨迹、所述至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动到所述起点位置姿态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
显示所述过渡路径和所述作业路径，并获取用户的操作信息；所述操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息；
当所述操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并返回执行根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态的步骤；
当所述操作信息为按规划路径执行信息时，输出所述过渡路径和所述作业路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态，以及以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
6.一种过渡路径和作业路径的规划方法，其特征在于，包括：
获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；
根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；
根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息规划作业路径，以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业；
显示所述过渡路径和所述作业路径，并获取用户的操作信息；
根据所述操作信息输出所述过渡路径和所述作业路径；
其中，所述根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态的步骤包括：
根据所述当前位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述当前位置姿态为起点且位于所述任务区域内的至少一个当前安全轨迹；
根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述起点位置姿态为终点且位于所述任务区域内的至少一个目标安全轨迹；
根据所述至少一个当前安全轨迹、所述至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动到所述起点位置姿态。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息，所述根据所述操作信息输出所述过渡路径和所述作业路径的步骤包括：
当所述操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并返回执行根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态的步骤；
当所述操作信息为按规划路径执行信息时，输出所述过渡路径和所述作业路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态，以及以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
8.一种过渡路径和作业路径的规划装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；
第一规划模块，用于当所述起点位置姿态的参数缺失时，根据所述起点位置姿态现有的参数和所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整；
所述第一规划模块，还用于根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；
所述第一规划模块，还用于根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息规划作业路径，以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一规划模块用于根据所述起点位置姿态的参数确定缺失信息；所述缺失信息表征所述起点位置姿态的位置和方向的缺失状况；
所述第一规划模块还用于根据所述起点位置姿态的缺失信息、所述任务区域的信息将所述起点位置姿态的参数补充完整。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述缺失信息包括位置方向缺失信息、位置缺失信息、方向缺失信息中的任一种时，所述第一规划模块用于根据所述起点位置姿态、所述待作业的任务区域生成多条可行作业路径；
所述第一规划模块还用于从所述多条可行作业路径中获取在所述待作业的任务区域中作业效率最高的可行作业路径，得到目标作业路径；
所述第一规划模块还用于根据所述目标作业路径的起点的位置和方向将所述起点位置姿态的参数补充完整。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一规划模块用于根据所述当前位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述当前位置姿态为起点且位于所述任务区域内的至少一个当前安全轨迹；
所述第一规划模块还用于根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述起点位置姿态为终点且位于所述任务区域内的至少一个目标安全轨迹；
所述第一规划模块还用于根据所述至少一个当前安全轨迹、所述至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动到所述起点位置姿态。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一显示模块，用于显示所述过渡路径和所述作业路径，并获取用户的操作信息；所述操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息；
所述装置还包括第一控制模块，用于当所述操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并通知所述第一规划模块用于根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；
所述第一控制模块还用于当所述操作信息为按规划路径执行信息时，输出所述过渡路径和所述作业路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态，以及以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
13.一种过渡路径和作业路径的规划装置，其特征在于，包括：
第二获取模块，用于获取作业设备的当前位置姿态、起点位置姿态、预设的转弯半径和待作业的任务区域的信息；
第二规划模块，用于根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；
所述第二规划模块，还用于根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息规划作业路径，以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业；
第二显示模块，用于显示所述过渡路径和所述作业路径，并获取用户的操作信息；
第二控制模块，用于根据所述操作信息输出所述过渡路径和所述作业路径；
其中，所述第二规划模块具体用于：根据所述当前位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述当前位置姿态为起点且位于所述任务区域内的至少一个当前安全轨迹；根据所述起点位置姿态、所述转弯半径以及所述任务区域的信息，生成以所述起点位置姿态为终点且位于所述任务区域内的至少一个目标安全轨迹；根据所述至少一个当前安全轨迹、所述至少一个目标安全轨迹生成过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动到所述起点位置姿态。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述操作信息包括重新规划信息和按规划路径执行信息，所述第二控制模块用于当所述操作信息为重新规划信息时，重设所述起点位置姿态，并通知所述第二规划模块用于根据所述当前位置姿态、所述起点位置姿态、所述转弯半径和所述任务区域的信息规划过渡路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态；
所述第二控制模块还用于当所述操作信息为按规划路径执行信息时，输出所述过渡路径和所述作业路径，以便所述作业设备沿所述过渡路径从所述当前位置姿态移动至所述起点位置姿态，以及以便所述作业设备从所述起点位置姿态开始沿所述作业路径在所述待作业的任务区域上作业。
15.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5或6-7中任一项所述的方法。
16.一种作业设备控制单元，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如权利要求1-5或6-7中任一项所述的方法。
17.一种作业设备，其特征在于，包括：
机体；
动力设备，安装在所述机体，用于为所述作业设备提供动力；
以及作业设备控制单元；所述作业设备控制单元包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现如权利要求1-5或6-7中任一项所述的方法。
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