CN111766873A - 作业设备的引导方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种作业设备的引导方法及相关装置，涉及设备导引领域。该方法包括：获取作业设备的当前位置；当当前位置与作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在当前位置和作业设备偏离跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点；根据引导点的位置、当前位置，控制作业设备向引导点移动；当作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离小于或等于预设回归距离时，采用L1制导方法控制作业设备移动至跟踪路径。能够使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径。

Description

作业设备的引导方法及相关装置

技术领域

本申请涉及设备导引领域，具体而言，涉及一种作业设备的引导方法及相关装置。

背景技术

目前，作业设备可以沿着设定好的跟踪路径进行作业，但是当作业设备的当前位置不在跟踪路径上时，需要高效地控制作业设备返回到跟踪路径上。目前，可以通过简单的控制方法来使得作业设备返回跟踪路径。

但是，在现有的方法中，若控制作业设备直接回到偏离跟踪路径的位置，则会导致作业设备的返回路径太长，效率不高；若控制作业设备快速高效地返回跟踪路径，则会导致作业设备回到跟踪路径的位置远离其偏离跟踪路径的位置，出现跟踪路径上部分路径未被作业的情况。

因此，现有技术存在着无法使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径的问题。

发明内容

本申请的目的包括，例如，提供了一种作业设备的引导方法及相关装置，其能够使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径。

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作业设备的引导方法，包括：

获取作业设备的当前位置；当所述当前位置与所述作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在所述当前位置和所述作业设备偏离所述跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点；根据所述引导点的位置、所述当前位置，控制所述作业设备向所述引导点移动；当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离小于或等于所述预设回归距离时，采用L1制导方法控制所述作业设备移动至所述跟踪路径。

在可选的实施方式中，所述根据所述引导点的位置、所述当前位置，控制所述作业设备向所述引导点移动的步骤包括：获取作业设备的当前朝向；根据所述引导点的位置和所述当前位置确定引导朝向；根据所述引导朝向和所述当前朝向控制所述作业设备移动，以使所述作业设备向所述引导点移动；判断所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离是否大于预设回归距离；当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，返回执行所述获取作业设备的当前位置的步骤。

在可选的实施方式中，所述当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离小于或等于所述预设回归距离时，采用L1制导方法控制所述作业设备移动至所述跟踪路径的步骤包括：更新所述作业设备的当前位置，并获取所述作业设备的当前速度和当前朝向；在所述跟踪路径上确定返回引导点；根据所述返回引导点的位置、所述当前位置、所述当前朝向和所述当前速度，控制所述作业设备向所述返回引导点移动，以使所述作业设备移动至所述跟踪路径，以及使所述作业设备的朝向与所述跟踪路径的方向一致。

在可选的实施方式中，所述在所述跟踪路径上确定返回引导点的步骤包括：在所述跟踪路径上获取至少一个待定点；所述至少一个待定点与所述当前位置的距离为所述预设回归距离；从所述至少一个待定点中确定出靠近所述跟踪路径的终点的待定点作为所述返回引导点。

在可选的实施方式中，所述当所述当前位置与所述作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在所述当前位置和所述作业设备偏离所述跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点的步骤包括：以所述当前位置和所述偏离位置为端点确定引导路径；在所述引导路径上获取一目标点作为所述引导点；所述目标点与所述当前位置的距离为预设回归距离。

第二方面，本申请实施例提供一种作业设备的引导装置，包括：获取模块，用于获取作业设备的当前位置；引导模块，用于当所述当前位置与所述作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在所述当前位置和所述作业设备偏离所述跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点；引导模块，用于根据所述引导点的位置、所述当前位置，控制所述作业设备向所述引导点移动；所述引导模块，还用于当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离小于或等于所述预设回归距离时，采用L1制导方法控制所述作业设备移动至所述跟踪路径。

在可选的实施方式中，所述引导模块用于获取作业设备的当前朝向；所述引导模块还用于根据所述引导点的位置和所述当前位置确定引导朝向；所述引导模块还用于根据所述引导朝向和所述当前朝向控制所述作业设备移动，以使所述作业设备向所述引导点移动；所述引导模块还用于判断所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离是否大于预设回归距离；所述引导模块还用于当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，通知所述获取模块再次用于获取作业设备的当前位置。

在可选的实施方式中，所述引导模块用于更新所述作业设备的当前位置，并获取所述作业设备的当前速度和当前朝向；所述引导模块还用于在所述跟踪路径上确定返回引导点；所述引导模块还用于根据所述返回引导点的位置、所述当前位置、所述当前朝向和所述当前速度，控制所述作业设备向所述返回引导点移动，以使所述作业设备移动至所述跟踪路径，以及使所述作业设备的朝向与所述跟踪路径的方向一致。

在可选的实施方式中，所述引导模块用于在所述跟踪路径上获取至少一个待定点；所述至少一个待定点与所述当前位置的距离为所述预设回归距离；所述引导模块还用于从所述至少一个待定点中确定出靠近所述跟踪路径的终点的待定点作为所述返回引导点。

在可选的实施方式中，所述引导模块用于以所述当前位置和所述偏离位置为端点确定引导路径；所述引导模块还用于在所述引导路径上获取一目标点作为所述引导点；所述目标点与所述当前位置的距离为预设回归距离。

第三方面，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前述实施方式中任一项所述的方法。

第四方面，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，以实现前述实施方式中任一项所述的方法。

第五方面，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，以实现前述实施方式中任一项所述的方法。

本申请实施例的有益效果包括，例如：在该方法中，通过在作业设备的当前位置和偏离位置之间确定一个引导点，并控制作业设备向该引导点移动，可以使得作业设备以一个确定的转向向引导点靠近。进而，可以通过在作业设备和偏离位置之间确定出一个个逐渐靠近偏离位置的引导点，使得作业设备可以平滑高效地靠近偏离位置。并且在作业设备与跟踪路径的距离小于预设回归距离时，直接控制作业设备返回跟踪路径。故本申请能够使得作业设备快速高效地返回偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径。

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为现有的作业设备的回归轨迹的一种场景示意图；

图2为现有的作业设备的回归轨迹的另一种场景示意图；

图3为现有的作业设备的回归轨迹的另一种场景示意图；

图4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5为本申请实施例所提供的作业设备的结构框图；

图6为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的一种流程图；

图7为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的一种应用场景示意图；

图8为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的一种应用场景示意图；

图9为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的另一种流程图；

图10为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的另一种应用场景示意图；

图11为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的另一种流程图；

图12为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的另一种流程图；

图13为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的另一种应用场景示意图；

图14为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的控制示意图；

图15为本申请实施例所提供的作业设备的引导方法的另一种应用场景示意图；

图16为本申请实施例所提供的作业设备的引导装置的一种功能模块图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，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，在不冲突的情况下，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：

当作业设备的当前位置不在跟踪路径上时，目前可以通过简单的路径规划方法来使得作业设备返回跟踪路径。例如，可以根据作业设备的当前位置和跟踪路径，规划出一条从当前位置到跟踪路径的引导路径，使得作业设备能够返回至跟踪路径。

目前的作业设备中，有些可以停下来，原地改变方向(即停止变向)；有些只能边运动边变向(例如，使用阿卡曼型转向机构的车辆，其转向和位置移动同时发生，只能边行驶边控制转向轮转动才能实现转向)。显然，若作业设备采用停止变向的方式以返回跟踪路径，会耗费大量的时间在停止变向的动作上，效率很低。而作业设备采用边运动边变向的方式以返回跟踪路径，能够极大地提升返回的效率。

但是，目前的路径规划方法仅考虑了“作业设备采用停止变向的方式以返回跟踪路径”，并未考虑到“作业设备采用边运动边变向的方式以返回跟踪路径”。因此，目前的路径规划方法所规划出的引导路径实际会存在多个方向突变点，作业设备不能直接根据该引导路径返回到跟踪路径上。如图1所示，线段L为通过目前的路径规划方法所直接生成的引导路径，显然在该引导路径上存在着D1和D2这两个方向突变点，作业设备在经过这两个突变点D1和D2时，势必需要停止变向，无法通过“边运动边变向”的方式沿着这个引导路径移动，返回效率低。

为了解决该问题，目前通常采用的是在作业设备上安装角度传感器，并通过角度传感器检测作业设备转向轮的转角来实时控制作业设备的转向，进而实现作业设备以边运动边变向的方式以返回跟踪路径。

在这种方法中，若希望控制作业设备直接回到偏离跟踪路径的位置，则会导致作业设备的返回路径太长，效率不高。如图2所示，假设M点为作业设备偏离跟踪路径的位置，作业设备位于P点，AB为跟踪路径。若直接控制作业设备以“边运动边变向”的方式向偏离跟踪路径的位置移动，则很可能会在第一次移动到偏离跟踪路径的位置M时，朝向与跟踪路径不一致，导致还需要经过多次绕转才能正确的返回到偏离跟踪路径的位置，且朝向与跟踪路径一致，进而导致作业设备的返回路径太长(也可理解为出现了返回跟踪路径过程中返回的轨迹出现了振荡的情况)，效率不高。

若希望控制作业设备快速高效地返回跟踪路径，则会导致作业设备回到跟踪路径的位置远离其偏离跟踪路径的位置，出现跟踪路径上部分路径未被作业的情况。如图3所示，假设M点为作业设备偏离跟踪路径的位置，作业设备位于P点，AB为跟踪路径。若直接控制作业设备向跟踪路径以边运动边变向的方式快速高效地移动，则很可能返回到跟踪路径的点K远离偏离跟踪路径的位置，导致作业设备未在MK段进行作业。

因此，现有技术存在着无法使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径的问题。

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作业设备的引导方法及相关装置，其能够使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径。

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。

请参照图4，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，该存储器110、处理器120和通信接口140相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条总线130或信号线实现电性连接。

处理器120可以处理与作业设备的引导有关的信息和/或数据，以执行本申请中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和当前朝向，并根据上述数据进行作业设备的引导，能够使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径，实现本申请提供的作业设备的引导方法。

其中，存储器110可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器120可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器120可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、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。

在一些可能的实施例中，当本申请所提供的作业设备控制单元100是作业设备的控制核心时，本申请还提供了一种作业设备。其中，由于本申请提供的作业设备200可以根据作业需求采用不同的构造，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、载具、自动驾驶汽车等。为更好地阐述本申请，下面以作业设备的类型为农机为例，对本申请实施例所提供的作业设备进行阐述。

请参照图5，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安装在上述的机体210，用于为作业设备200提供动力。作业设备控制单元100的存储器110存储有与作业设备的引导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和当前朝向，并根据上述数据进行作业设备的引导，使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径，实现本申请提供的作业设备的引导方法。

应理解，图5所示的结构仅为示意，该作业设备200还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在另一些可能的实施例中，当本申请所提供的作业设备控制单元100是具有通信功能和计算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和当前朝向，并根据上述数据进行作业设备的引导，使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径，实现本申请提供的作业设备的引导方法。

下面，为了便于理解，本申请以下实施例将以图5所示的作业设备200为例，结合附图，对本申请实施例提供的作业设备的引导方法进行阐述。

请参照图6，图6示出了本申请实施例提供的作业设备的引导方法的一种流程图。该作业设备的引导方法可以应用于上述的作业设备200，该作业设备的引导方法可以包括以下步骤：

S100，获取作业设备的当前位置。

在一些可能的实施例中，作业设备200可以通过GPS、wifi、蓝牙、基站等定位技术获取到作业设备200的当前朝向和当前位置。另外，作业设备200也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)的存储介质处获取到当前朝向和当前位置。故，本申请对于如何获取作业设备的当前位置和当前朝向的方式不做限制。

S110，当当前位置与作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在当前位置和作业设备偏离跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点。

在一些可能的实施例中，作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离可以是作业设备与跟踪路径之间的最短距离(参考点到线的最短距离)。并且，上述的预设回归距离可以是预设距离值，也可以是L1制导距离(参考L1制导方法中的L1距离)。

其中，该L1制导距离是根据作业设备的实时移动速度计算出来的距离，具体计算方式可以参考L1制导方法，在此不再赘述。其中，在L1制导距离内可以找到一个点，作业设备可以以边运动边转向的方式向该点靠近，进而能够平滑地移动到该点或者该点附近，无需进行停止变向动作。

参照图7，假设作业设备的当前位置为P，当前朝向为向量PQ，偏离跟踪路径的偏离位置为M，制导距离为L1，跟踪路径为AB。由于当前位置P与跟踪路径AB之间的距离e大于了制导距离L1，此时，可以在当前位置P和偏离位置M之间确定一引导点(如图7中的Y)。

在一些可能的实施例中，上述的引导点的确定方式可以是随机确定方式或按预设规则确定方式。其中，按预设规则确定方式可以是：将作业设备的当前位置与偏离位置的中间点作为引导点。或者是；在距离作业设备的当前位置为L1制导距离的多个点中选择一个点作为引导点，本申请对此不做限定。

需要说明的是，作业设备200可以获取自己生成的跟踪路径，也可以从其他电子设备的存储介质处获取到跟踪路径，本申请对此不作限定。

S120，根据引导点的位置、当前位置，控制作业设备向引导点移动。

再以图7所示的场景为例，假设引导点为Y，则可以根据引导点Y的位置、作业设备的当前位置和当前朝向，控制作业设备以边运动边转向的方式向该引导点Y靠近，显然，在这个过程中作业设备的移动轨迹是平滑的，且无需进行停止变向的动作就能靠近引导点，移动效率高。

进而还可以理解，在当前位置与跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，为了使得作业设备不断地向偏离位置靠近，最终正确地返回到跟踪路径，可以不断地重复上述S100至S120步骤，在作业设备和跟踪路径之间确定出一个个逐渐靠近偏离位置的引导点(如图8中的Y1和Y2点所示)。进而使得作业设备无需停止变向就可以不断地根据这些引导点，以边运动边转向的方式向跟踪路径上的偏离位置靠近，让作业设备回归偏离位置的轨迹更加平滑，提高作业设备的回归效率的同时，能够向偏离位置靠近。并且，由于在本方法中不需要角度传感器，进而还降低了实现的成本。

S130，当作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离小于或等于预设回归距离时，采用L1制导方法控制作业设备移动至跟踪路径。

当作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离小于或等于预设回归距离时，说明已经可以在跟踪路径上确定出一个点作为作业设备的引导点，以使作业设备正确回归。故而可以直接采用L1制导方法，在跟踪路径上确定出一引导点，并直接控制作业设备向该引导点移动，以及控制作业设备的朝向与跟踪路径的方向一致。

应理解，由于L1制导方法能够避免在控制过程中需要检测转向轮转角的缺点，取消了转角传感器，同时还能够避免模型预测控制时需要大量计算的缺点。因此，在作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离小于或等于预设回归距离时，采用L1制导方法控制作业设备移动至跟踪路径，可以进一步提高作业设备返回跟踪路径的效率。

需要说明的是，当该引导点为偏离位置所在的点时，作业设备最终可以回归到跟踪路径的偏离位置处，避免出现部分路径未被作业的情况。当然，为了使得回归的轨迹更加流畅，提高回归的效率，也可以在跟踪路径上确定出引导点以引导作业设备回归时，将偏离位置附近的点作为引导点。换句话说，该引导点既可以是偏离位置所在的点，也可以是偏离位置附近的点，本申请对此不做限定。

应理解，在本申请所提供的方法中，通过在作业设备的当前位置和偏离位置之间确定一个引导点，并控制作业设备向该引导点移动，可以使得作业设备以一个确定的转向向引导点靠近。进而，可以通过在作业设备和偏离位置之间确定出一个个逐渐靠近偏离位置的引导点，使得作业设备可以平滑高效地靠近偏离位置。并且在作业设备与跟踪路径的距离小于预设回归距离时，直接控制作业设备返回跟踪路径。故本申请能够使得作业设备快速高效地返回偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径。

在一些可能的实施例中，当当前位置与作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，为了使得作业设备更快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，对于如何“在当前位置和作业设备偏离跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点”，在图6的基础上，请参照图9，S110可以包括如下子步骤：

S110A，以当前位置和偏离位置为端点确定引导路径。

在一些可能的实施例中，可以直接将当前位置和偏离位置这两个点相连的直线段作为引导路径。如图10所示，将当前位置P和偏离位置M相连的线段PM确定为引导路径。

可以理解，引导路径的确定方式还可以是将当前位置和偏离位置这两个点相连的曲线段(甚至是不规则线段)作为引导路径。

S110B，在引导路径上获取一目标点作为引导点；目标点与当前位置的距离为预设回归距离。

在一些可能的实施例中，当直接将当前位置和偏离位置相连的直线段作为引导路径时，由于当前位置与作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离。因此，参照图10，在引导路径上可以获取到与当前位置的距离为预设回归距离的一个点y，点y即为引导点。

应理解，上述的S110A、S110B实际所确定出的引导点与当前位置的距离为预设回归距离，且引导点在引导路径上(相当于引导点靠近偏离点)。由于“引导点与当前位置的距离为预设回归距离”可以确保作业设备平滑地移动到该点，“引导点靠近偏离点”可以使得作业设备在回归跟踪路径时直接向偏离位置靠近。因此，上述的S110A、S110B能够使得作业设备更快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置。

在一些可能的实施例中，为了使得作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，对于如何“根据引导点的位置、当前位置，控制作业设备向引导点移动”，在图6的基础上，请参照图11，S120可以包括如下子步骤：

S120A，获取作业设备的当前朝向。

S120B，根据引导点的位置和当前位置确定引导朝向。

S120C，根据引导朝向和当前朝向控制作业设备移动，以使作业设备向引导点移动。

参照图10，引导点的位置为y，当前位置为P，则可以将矢量Py确定为引导朝向。在确定出引导朝向后，即可根据引导朝向和当前朝向控制作业设备以边运动边转向的方式向该引导点y靠近。

需要补充的是，对于如何“根据引导点的位置、当前位置，控制作业设备向引导点移动”，可以：“根据引导朝向和作业设备的当前朝向、当前位置确定出一个初始转向角，然后根据作业设备的当前速度调整该初始转向角的值，使得作业设备依据该调整后的初始转向角向引导点移动，且作业设备的当前朝向向跟踪路径的朝向靠近”。

应理解，由于当作业设备在以边运动边转向的方式向引导点靠近的过程中，在同样的行驶距离和同样的转向大小条件下，速度越小的作业设备方向变化越大。因此，通过上述过程可以使得作业设备在向引导点移动的过程中，当前朝向更符合跟踪路径的朝向，进而提高作业设备的回归效率。

S120D，判断作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离是否大于预设回归距离；当作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，返回执行S100。

在一些可能的实施例中，可以在经过预设时间段后，判断作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离是否大于预设回归距离。

应理解，通过执行S120D的判断，可以实现在作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，不断地重复上述S100至S120步骤，达到在作业设备和偏离位置之间确定出一个个逐渐靠近偏离位置的引导点，使得作业设备可以平滑高效地靠近偏离位置的效果。

可以理解，为了更好地应用本申请所提供的方法，该预设时间段可以根据实际应用场景进行适应性的修改。

进一步的，当作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离小于或等于预设回归距离时，对于如何“采用L1制导方法控制作业设备移动至跟踪路径”，请参照图11，S130可以包括如下子步骤：

130A，更新作业设备的当前位置，并获取作业设备的当前速度和当前朝向。

由于作业设备不断地在移动和转向，故而作业设备的当前位置、当前朝向和当前速度都是实时获取的。因此在每次需要使用作业设备的当前位置、当前朝向以及当前速度时，均需要进行更新再获取。

S130B，在跟踪路径上确定返回引导点。

该返回引导点的选择方式可以是随机确定方式或按预设规则确定方式。其中，按预设规则确定方式可以是：在跟踪路径上将距离作业设备的当前位置最近的点作为返回引导点。或者是：将跟踪路径上距离作业设备的当前位置的距离恰好为预设回归距离的点作为返回引导点，本申请对此不做限定。

其中，为了使得作业设备更高效率地返回到跟踪路径，对于“在跟踪路径上确定返回引导点”，在图11的基础上，请参照图12，S130B可以包括如下子步骤：

S130B-1，在跟踪路径上获取至少一个待定点；至少一个待定点与当前位置的距离为预设回归距离。

由于跟踪路径与当前位置的距离小于或等于预设回归距离，因此在跟踪路径上可以获取到与当前位置的距离为预设回归距离的至少一个待定点。如图13所示，假设跟踪路径为AB，则在该跟踪路径上的待定点包括x1和x2。

应理解，该待定点的数量因作业路径的形状决定，例如当作业路径为直线段时，则该待定点的数量为两个待定点；当作业路径为曲线段时，则该待定点的数量则需要根据实际情况确定。

S130B-2，从至少一个待定点中确定出靠近跟踪路径的终点的待定点作为返回引导点。

如图13所示，假设对于跟踪路径AB，起点为A终点为B(也即是，跟踪路径AB的方向为由A向B)，对于该跟踪路径上的待定点x1和x2，x2为靠近跟踪路径的终点的待定点，故可以将待定点x2作为返回引导点。

应理解，由于上述的S130B-1、S130B-2实际所确定出的返回引导点与作业设备的当前位置的距离为预设回归距离，且更靠近作业路径的终点。由于“返回引导点与作业设备的当前位置的距离为预设回归距离”可以确保作业设备平滑地移动到该点，“返回引导点更靠近作业路径的终点”可以使得作业设备返回时的方向更与跟踪路径的方向一致，避免最后回归时朝向不正确。进而上述的S130B-1、S130B-2能够使得作业设备进一步更高效率地返回到跟踪路径。

此外，为了进一步提高作业设备返回到跟踪路径的效率，还可以“分别确定出每个待定点、作业设备的当前位置以及当前朝向形成的夹角大小；然后将夹角最小的待定点作为返回引导点”。由于将夹角最小的待定点作为返回引导点，作业设备在向该返回引导点移动时需要转动的角度最小，轨迹最流畅，进而使得作业设备返回到跟踪路径的效率最高。

请再参照图11，S130C，根据返回引导点的位置、当前位置、当前朝向和当前速度，控制作业设备向返回引导点移动，以使作业设备移动至跟踪路径，以及使作业设备的朝向与跟踪路径的方向一致。

在一些可能的实施例中，首先，可以根据返回引导点的位置和作业设备的当前位置确定引导朝向；然后根据该引导朝向和作业设备的当前朝向、当前位置、当前速度控制作业设备向返回引导点移动。

进一步的，为了使得作业设备回归到跟踪路径的过程更加流畅，并确保作业设备移动至跟踪路径时作业设备的方向与跟踪路径的方向一致，在“根据该引导朝向和作业设备的当前朝向、当前位置、当前速度控制作业设备向返回引导点移动”的过程中，还可以参照上述的重复执行S100至S120的过程。

即，可以在预设周期时长后，判断作业设备是否正确回归到跟踪路径；若作业设备未正确回归到跟踪路径，则返回执行130A。以使作业设备无需停止变向就可以不断地根据这些返回引导点边移动边转向地向跟踪路径靠近并最终回归到跟踪路径，从而让作业设备回归跟踪路径的轨迹更加平滑，提高作业设备的回归效率。

需要补充的是，对于如何“根据引导点的位置、当前位置，控制作业设备向引导点移动”，可以：“根据该引导朝向和作业设备的当前朝向、当前位置确定出一个初始转向角，然后根据作业设备的当前速度调整该初始转向角的值，使得作业设备向返回引导点移动，且当前朝向靠近跟踪路径的朝向”。

应理解，由于当作业设备在以边运动边转向的方式向返回引导点移动的过程中，对于速度不同的作业设备在以同样的转向角移动时，一段距离内的方向变化大小是不一样的。在同样的行驶距离和同样的转向角的条件下，速度越大的作业设备方向变化越小。因此，通过上述过程可以使得作业设备在向返回引导点移动的过程中，当前朝向更符合跟踪路径的朝向，提高作业设备的回归效率。

其中，上述130A至130C中的步骤过程也可以参考如下的控制示意图14。

应理解，本申请所提供的方法既可以在三维空间中实现，也可以在二维平面上实现，本申请所提供的示意图所展示的二维平面上的过渡路径规划过程仅仅只是示意过程，本领域技术人员在本申请的基础上可以容易地将过渡路径的规划方法应用至三维空间中。

通过应用上述方法，可以实现作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置(参照图15所示的回归轨迹)。需要注意的是，当作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离小于或等于预设回归距离时，根据在跟踪路径上确定出的引导点的方式的不同，可以使得作业设备直接回归到跟踪路径的偏离位置处，避免出现部分路径未被作业的情况；也可以使得作业设备快速高效地回归到跟踪路径上离偏离位置不远的点处。

其中，上述的130A至130C对应的即为“使得作业设备快速高效地回归到跟踪路径上离偏离位置不远的点处”。应理解，通过该方式既可以实现使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径；又能够尽可能的使得作业设备快速高效地回归到跟踪路径上离偏离位置不远的点处，减少跟踪路径上的部分路径未被作业的程度。

为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种作业设备的引导装置的实现方式，请参阅图16，图16示出了本申请实施例提供的作业设备的引导装置的一种功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的作业设备的引导装置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。该作业设备的引导装置300包括：获取模块310、引导模块320。

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。

获取模块310可以用于获取作业设备的当前位置。

可以理解的是，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。

引导模块320可以用于当当前位置与作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在当前位置和作业设备偏离跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点。

可以理解的是，引导模块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，例如，S110A、S110B。

引导模块320还可以用于根据引导点的位置、当前位置，控制作业设备向引导点移动。

可以理解的是，引导模块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，例如，S120A-S120D。

引导模块320还可以用于当作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离小于或等于预设回归距离时，采用L1制导方法控制作业设备移动至跟踪路径。

可以理解的是，引导模块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，例如，S130A-S130C、S130B-1、S130B-2。

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作业设备的引导方法的步骤。

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，能够执行上述作业设备的引导方法，从而解决现有技术存在着无法使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径的问题，实现使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径的目的。

综上所述，本申请实施例提供了一种作业设备的引导方法及相关装置，其能够使作业设备快速高效地靠近偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径。该方法包括：获取作业设备的当前位置；当当前位置与作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在当前位置和作业设备偏离跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点；根据引导点的位置、当前位置，控制作业设备向引导点移动；当作业设备的当前位置与跟踪路径之间的距离小于或等于预设回归距离时，采用L1制导方法控制作业设备移动至跟踪路径。

在该方法中，通过在作业设备的当前位置和偏离位置之间确定一个引导点，并控制作业设备向该引导点移动，可以使得作业设备以一个确定的转向向引导点靠近。进而，可以通过在作业设备和偏离位置之间确定出一个个逐渐靠近偏离位置的引导点，使得作业设备可以平滑高效地靠近偏离位置。并且在作业设备与跟踪路径的距离小于预设回归距离时，直接控制作业设备返回跟踪路径。故本申请能够使得作业设备快速高效地返回偏离跟踪路径的位置，并返回到跟踪路径。

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 (13)

1.一种作业设备的引导方法，其特征在于，包括：

获取作业设备的当前位置；

当所述当前位置与所述作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在所述当前位置和所述作业设备偏离所述跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点；

根据所述引导点的位置、所述当前位置，控制所述作业设备向所述引导点移动；

当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离小于或等于所述预设回归距离时，采用L1制导方法控制所述作业设备移动至所述跟踪路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述引导点的位置、所述当前位置，控制所述作业设备向所述引导点移动的步骤包括：

获取作业设备的当前朝向；

根据所述引导点的位置和所述当前位置确定引导朝向；

根据所述引导朝向和所述当前朝向控制所述作业设备移动，以使所述作业设备向所述引导点移动；

判断所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离是否大于预设回归距离；

当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，返回执行所述获取作业设备的当前位置的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离小于或等于所述预设回归距离时，采用L1制导方法控制所述作业设备移动至所述跟踪路径的步骤包括：

更新所述作业设备的当前位置，并获取所述作业设备的当前速度和当前朝向；

在所述跟踪路径上确定返回引导点；

根据所述返回引导点的位置、所述当前位置、所述当前朝向和所述当前速度，控制所述作业设备向所述返回引导点移动，以使所述作业设备移动至所述跟踪路径，以及使所述作业设备的朝向与所述跟踪路径的方向一致。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述跟踪路径上确定返回引导点的步骤包括：

在所述跟踪路径上获取至少一个待定点；所述至少一个待定点与所述当前位置的距离为所述预设回归距离；

从所述至少一个待定点中确定出靠近所述跟踪路径的终点的待定点作为所述返回引导点。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述当所述当前位置与所述作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在所述当前位置和所述作业设备偏离所述跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点的步骤包括：

以所述当前位置和所述偏离位置为端点确定引导路径；

在所述引导路径上获取一目标点作为所述引导点；所述目标点与所述当前位置的距离为预设回归距离。

6.一种作业设备的引导装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取作业设备的当前位置；

引导模块，用于当所述当前位置与所述作业设备的跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，在所述当前位置和所述作业设备偏离所述跟踪路径的偏离位置之间的路径上确定引导点；

引导模块，用于根据所述引导点的位置、所述当前位置，控制所述作业设备向所述引导点移动；

所述引导模块，还用于当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离小于或等于所述预设回归距离时，采用L1制导方法控制所述作业设备移动至所述跟踪路径。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述引导模块用于获取作业设备的当前朝向；

所述引导模块还用于根据所述引导点的位置和所述当前位置确定引导朝向；

所述引导模块还用于根据所述引导朝向和所述当前朝向控制所述作业设备移动，以使所述作业设备向所述引导点移动；

所述引导模块还用于判断所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离是否大于预设回归距离；

所述引导模块还用于当所述作业设备的当前位置与所述跟踪路径之间的距离大于预设回归距离时，通知所述获取模块再次用于获取作业设备的当前位置。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述引导模块用于更新所述作业设备的当前位置，并获取所述作业设备的当前速度和当前朝向；

所述引导模块还用于在所述跟踪路径上确定返回引导点；

所述引导模块还用于根据所述返回引导点的位置、所述当前位置、所述当前朝向和所述当前速度，控制所述作业设备向所述返回引导点移动，以使所述作业设备移动至所述跟踪路径，以及使所述作业设备的朝向与所述跟踪路径的方向一致。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述引导模块用于在所述跟踪路径上获取至少一个待定点；所述至少一个待定点与所述当前位置的距离为所述预设回归距离；

所述引导模块还用于从所述至少一个待定点中确定出靠近所述跟踪路径的终点的待定点作为所述返回引导点。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述引导模块用于以所述当前位置和所述偏离位置为端点确定引导路径；

所述引导模块还用于在所述引导路径上获取一目标点作为所述引导点；所述目标点与所述当前位置的距离为预设回归距离。

11.一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权利要求1-5中任一项所述的方法。

12.一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，以实现权利要求1-5中任一项所述的方法。

13.一种作业设备，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，以实现权利要求1-5中任一项所述的方法。

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