CN111915106B - 一种路径生成方法、装置、晶面机及存储介质 - Google Patents

一种路径生成方法、装置、晶面机及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种路径生成方法、装置、晶面机及存储介质，其中，该方法包括获取目标作业路径和作业区域，根据预设参数和目标作业路径生成规划路径，并对规划路径进行修正，得到实际行驶路径，进而根据实际行驶路径在作业区域中行驶，其中，规划路径包括目标作业路径、连接路径和过渡路径，过渡路径是根据预设参数在目标作业路径的拐点处生成的，预设参数包括预设的转弯半径、预设的转弯角度，过渡路径的起点为拐点。通过上述设计方式可以得到平滑过渡的规划路径，并对该路径进行调整、修正，从而得到晶面机在作业区域中行驶的实际行驶路径，这样可以有效提升晶面机对地面区域维护的作业效果。

Description

一种路径生成方法、装置、晶面机及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及路径规划领域，尤其涉及一种路径生成方法、装置、晶面机及存储介质。
背景技术
目前晶面机都是通过人工操作的方式进行作业，这样的作业方式存在作业时间周期长、效率低以及人工成本高的问题。在一些商圈综合体、园区等场景下，现有的操作方式不能满足相应场景的实际应用需求。
发明内容
本申请实施例提供了一种路径生成方法、装置、晶面机及存储介质，根据预设参数和获取的目标作业路径可以生成平滑过渡的规划路径，进而基于规划路径进行修正，得到晶面机实际行驶的路径，可以实现晶面机在作业区域中以平滑过渡的路径行驶，从而保证晶面机的作业效果。
第一方面，本申请实施例提供了一种路径生成方法，该方法包括：
获取目标作业路径和作业区域；
根据预设参数和目标作业路径生成规划路径，规划路径包括目标作业路径、连接路径和过渡路径，过渡路径是根据预设参数在目标作业路径的拐点处生成的，预设参数包括预设的转弯半径、预设的转弯角度；
对规划路径进行修正，得到实际行驶路径；
根据预设路径策略以实际行驶路径对作业区域进行区域维护。
可选地，所述获取目标作业路径和作业区域，包括：
接收选择指令，所述选择指令中携带有选择参数；
根据所述选择指令从存储的预设作业路径中选择与所述选择参数对应的目标作业路径；
根据所述选择指令确定与所述选择参数对应的作业区域。
采用该实施例的实现方式可以实现操作人员根据自身实际需求确定晶面机的作业区域和作业路径。
可选地，根据选择指令确定与选择参数对应的作业区域，包括：
根据所述选择参数中的范围参数确定作业区域范围；
根据所述选择参数中的划分参数将所述作业区域范围划分为多个作业区域。
设计这一实现方式可以实现通过选择参数灵活选择一个或多个作业区域，或者对较大的作业区域进行区域划分，从而能够保证晶面机对作业区域的维护的覆盖范围。
可选地，生成所述连接路径，包括：
将所述过渡路径的终点与所述拐点连接，生成连接路径，过渡路径的起点为该拐点。
采用该实施例中的技术手段，可以基于操作人员选择的目标作业路径进行调整，在能够实现以作业效果作为约束条件的前提下，生成适合晶面机行驶的路径。
可选地，根据所述预设参数在所述目标作业路径的拐点处生成过渡路径，包括：
根据所述预设参数和所述拐点的坐标生成过渡路径的转弯角度中心坐标；
根据所述预设参数和所述转弯角度中心坐标生成所述过渡路径的终点坐标；
根据所述预设参数、所述转弯角度中心坐标和所述终点坐标，在所述目标作业路径的拐点处生成所述过渡路径。
通过该实施例中的上述实现过程可以生成平滑过渡的过渡路径，使得晶面机以平滑过渡的方式在各路段上行驶，从而避免在作业区域中的某一位置长时间停留导致对地面过度研磨。
可选地，所述根据预设参数生成过渡路径的转弯角度中心坐标，包括：
根据预设参数、拐点坐标和第一公式、第二公式生成过渡路径的转弯角度中心坐标；
其中，所述第一公式用于确定所述转弯角度中心坐标中的横坐标，所述第二公式用于确定所述转弯角度中心坐标中的纵坐标；
所述第一公式包括X1=X0-r*sinθ，其中，X0表示拐点坐标中的横坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，θ表示当前航向角，X1表示转弯角度中心坐标中的横坐标；
所述第二公式包括Y1=Y0-r*cosθ，其中，Y0表示拐点坐标中的纵坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，θ表示当前航向角，Y1表示转弯角度中心坐标中的纵坐标。
通过上述方式可以确定过渡路径中的转弯角度中心坐标。
可选地，根据所述预设参数和所述转弯角度中心坐标生成所述过渡路径的终点坐标，包括：
根据所述预设参数、所述转弯角度中心坐标和第三公式、第四公式生成所述过渡路径的终点坐标；
其中，所述第三公式用于确定所述终点坐标中的横坐标，所述第四公式用于确定所述终点坐标中的纵坐标；
所述第三公式包括X2=X1+r*cos（i-β），其中，X1表示转弯角度中心坐标中的横坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，i表示预设参数中预设的转弯角度，β为参数π/2-θ，θ表示当前航向角,X2表示所述终点坐标中的横坐标；
所述第四公式包括Y2=Y1+r*sin（i-β），其中，Y1表示转弯角度中心坐标中的纵坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，i表示预设参数中预设的转弯角度，β为参数π/2-θ，θ表示当前航向角，Y2表示所述终点坐标中的纵坐标。
通过上述实现方式可以确定过渡路径的终点坐标。
可选地，根据所述预设参数、所述转弯角度中心坐标和所述终点坐标，在所述目标作业路径的拐点处生成所述过渡路径，包括：
以所述转弯角度中心坐标为中心点，以所述预设参数中预设的转弯半径为半径，从所述目标作业路径的拐点处画圆至所述终点坐标，将生成的路径确定为所述过渡路径。
通过上述实现方式可以基于预设参数和已获取的坐标位置得到过渡路径的具体路径轨迹。
可选地，对所述规划路径进行修正，得到实际行驶路径，包括：
根据当前行驶路径的参数和所述规划路径的参数，确定路径误差；
根据所述路径误差计算得到修正参数；
根据所述修正参数对所述规划路径进行修正，得到实际行驶路径。
通过该实施例中的上述实现方式可以对得到的规划路径进行调整、修正，以得到更适合于晶面机在作业区域行驶的实际行驶路径。
可选地，根据预设路径策略以实际行驶路径对作业区域进行维护，包括：
根据实际行驶路径对当前作业区域进行维护；
按照蛇形轨迹的方式移动至下一个作业区域，将所述下一个作业区域作为当前作业区域；
重复执行上述步骤，直至维护完所有作业区域。
按照这种方式移动至下一行作业区域，可以防止晶面机重复移动至第一行的作业区域。
可选地，根据实际行驶路径对当前作业区域进行维护，包括：
获取喷药位置参数和研磨位置参数；
根据所述喷药位置参数以实际行驶路径移动至喷药位置参数中的终点，并返回至研磨位置参数中的起点；
在所述起点，根据所述研磨位置参数以实际行驶路径移动对当前作业区域进行维护，直至移动至研磨位置终点。
设计这样的行驶路径，可以实现晶面机能够以全覆盖的方式对作业区域进行维护，从而保证作业效率。
可选地，在所述研磨位置参数包括偏移量和循环研磨次数m的情况下，所述方法还包括：
根据所述研磨位置参数、所述偏移量和循环研磨次数m，确定m个更新后的研磨位置参数；
根据所述研磨位置参数和所述m个更新后的研磨位置参数生成m个目标作业路径；
其中，m为大于0的整数。
采用生成多个目标作业路径的方式可以对应生成多个实际行驶路径，基于多个实际行驶路径在作业区域中进行维护，能够有效确保晶面的作业区域范围和作业维护效率。
第二方面，本申请实施例还提供了一种路径生成装置，该装置包括：
获取模块，用于获取目标作业路径和作业区域；
生成模块，用于根据预设参数和目标作业路径生成规划路径，所述规划路径包括所述目标作业路径、连接路径和过渡路径，所述过渡路径是根据所述预设参数在所述目标作业路径的拐点处生成的，所述预设参数包括预设的转弯半径、预设的转弯角度；
修正模块，用于对规划路径进行修正，得到实际行驶路径；
行驶模块，用于根据预设路径策略以所述实际行驶路径对所述作业区域进行区域维护。
可选地，获取模块，用于接收选择指令，所述选择指令中携带有选择参数；
根据所述选择指令从存储的预设作业路径中选择与所述选择参数对应的目标作业路径；
以及，根据所述选择指令确定与所述选择参数对应的作业区域。
可选地，获取模块，用于根据选择参数中的范围参数确定作业区域范围；
以及，根据所述选择参数中的划分参数将所述作业区域范围划分为多个作业区域。
可选地，生成模块，用于将所述过渡路径的终点与所述拐点连接，生成连接路径，所述过渡路径的起点为所述拐点。
可选地，生成模块，用于根据所述预设参数和所述拐点的坐标生成过渡路径的转弯角度中心坐标；
根据所述预设参数和所述转弯角度中心坐标生成所述过渡路径的终点坐标；
以及，根据所述预设参数、所述转弯角度中心坐标和所述终点坐标，在所述目标作业路径的拐点处生成所述过渡路径。
可选地，生成模块，具体用于根据预设参数、拐点坐标和第一公式、第二公式生成过渡路径的转弯角度中心坐标；
其中，所述第一公式用于确定所述转弯角度中心坐标中的横坐标，所述第二公式用于确定所述转弯角度中心坐标中的纵坐标；
所述第一公式包括X1=X0-r*sinθ，其中，X0表示拐点坐标中的横坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，θ表示当前航向角，X1表示转弯角度中心坐标中的横坐标；
所述第二公式包括Y1=Y0-r*cosθ，其中，Y0表示拐点坐标中的纵坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，θ表示当前航向角，Y1表示转弯角度中心坐标中的纵坐标。
可选地，生成模块，具体用于根据所述预设参数、所述转弯角度中心坐标和第三公式、第四公式生成所述过渡路径的终点坐标；
其中，所述第三公式用于确定所述终点坐标中的横坐标，所述第四公式用于确定所述终点坐标中的纵坐标；
所述第三公式包括X2=X1+r*cos（i-β），其中，X1表示转弯角度中心坐标中的横坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，i表示预设参数中预设的转弯角度，β为参数π/2-θ，θ表示当前航向角,X2表示所述终点坐标中的横坐标；
所述第四公式包括Y2=Y1+r*sin（i-β），其中，Y1表示转弯角度中心坐标中的纵坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，i表示预设参数中预设的转弯角度，β为参数π/2-θ，θ表示当前航向角，Y2表示所述终点坐标中的纵坐标。
可选地，生成模块，具体用于以所述转弯角度中心坐标为中心点，以所述预设参数中预设的转弯半径为半径，从所述目标作业路径的拐点处画圆至所述终点坐标，将生成的路径确定为所述过渡路径。
可选地，修正模块，具体用于根据当前行驶路径的参数和所述规划路径的参数，确定路径误差；
根据所述路径误差计算得到修正参数；
根据所述修正参数对所述规划路径进行修正，得到实际行驶路径。
可选地，行驶模块，用于根据实际行驶路径对当前作业区域进行维护；
并按照蛇形轨迹的方式移动至下一个作业区域，将所述下一个作业区域作为当前作业区域；
重复执行上述步骤，直至维护完所有作业区域。
可选地，行驶模块，用于获取喷药位置参数和研磨位置参数；
根据所述喷药位置参数以实际行驶路径移动至喷药位置参数中的终点，并返回至研磨位置参数中的起点；
在所述起点，根据所述研磨位置参数以实际行驶路径移动对当前作业区域进行维护，直至移动至研磨位置终点。
可选地，在所述研磨位置参数包括偏移量和循环研磨次数m的情况下，生成模块，还用于根据所述研磨位置参数、所述偏移量和循环研磨次数m，确定m个更新后的研磨位置参数；
根据所述研磨位置参数和所述m个更新后的研磨位置参数生成m个目标作业路径；
其中，m为大于0的整数。
第三方面，本申请实施例还提供了一种晶面机，该晶面机包括存储器、控制器及存储在存储器上并可在控制器上运行的计算机程序，所述控制器执行所述计算机程序时，实现如本申请实施例所提供的路径生成方法。
第四方面，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，在计算机程序被控制器执行时，实现如本申请实施例提供的路径生成方法。
本申请实施例提供一种路径生成方法、装置、晶面机及存储介质，其中，该方法包括获取目标作业路径和作业区域，根据预设参数和目标作业路径生成规划路径，并对规划路径进行修正，得到实际行驶路径，进而根据实际行驶路径在作业区域中行驶，其中，规划路径包括目标作业路径、连接路径和过渡路径，过渡路径是根据预设参数在目标作业路径的拐点处生成的，预设参数包括预设的转弯半径、预设的转弯角度。由于晶面机在行驶过程中可能因为在拐点处转弯等原因会在某一位置停留时间过长，而导致对该位置的地面石材过度研磨，但通过上述设计方式可以得到平滑过渡的规划路径，并对该路径进行调整、修正，从而得到晶面机在作业区域中行驶的实际行驶路径，这样可以有效提升晶面机对地面区域维护的作业效果。
附图说明
图1是本申请实施例中的一种路径生成方法的流程图；
图2是本申请实施例中的缩放后的目标作业路径的示意图；
图3是本申请实施例中的目标作业路径示意图；
图4是本申请实施例中的一种过渡路径生成方法的流程图；
图5是本申请实施例中的过渡路径示意图；
图6是本申请实施例中的规划路径示意图；
图7是本申请实施例中的根据预设路径策略以实际行驶路径对作业区域进行区域维护的方法流程图；
图8是本申请实施例中的实际行驶路径的示意图；
图9是本申请实施例中的作业区域之间的蛇形轨迹移动方式示意图；
图10是本申请实施例中的m个目标作业路径的示意图；
图11是本申请实施例中的m个目标作业路径的示意图；
图12是本申请实施例中的一种路径生成装置的结构示意图；
图13是本申请实施例中的晶面机的结构示意图；
图14是本申请实施例中计算机可读存储介质的模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作（或步骤）描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
另外，在本申请实施例中，“可选地”或者“示例性地”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“可选地”或者“示例性地”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“可选地”或者“示例性地”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
图1为本申请实施例提供的一种路径生成方法的流程图，该方法可以应用于晶面机中，用于以自动化的方式在各类场所中对石材进行养护，从而确保石材养护的效果。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
S101、获取目标作业路径和作业区域。
在本申请实施例中，晶面机的系统中可以存储有多个预设的作业路径，例如，存储多个不同的N字形路径。该多个预设的作业路径的长度、宽度以及在不同位置的研磨时间等参数不相同，不同的预设的作业路径可以应用于不同的场景下，操作人员可以根据实际应用场景在多个不同的预设的作业路径中选择适合应用于当前场景下的作业路径。
示例性地，晶面机可以接收操作人员针对当前的实际应用场景，通过应用程序（Application，APP）发送的选择指令，该选择指令中可以携带有选择参数，进而，晶面机根据该选择指令中的选择参数从存储的预设作业路径中选择与选择指令对应的目标作业路径。
可选地，本申请实施例中，晶面机也可以接收操作人员通过APP发送的选择作业区域范围的选择指令，同样地，该选择指令中可以携带有选择参数（例如，区域面积大小、区域坐标位置等等），这样晶面机可以根据该指令中的选择参数确定作业区域，并在选定的作业区域范围内进行作业。
需要说明的是，上述针对目标作业路径和作业区域发送的选择指令可以为一条指令，也可以为多条指令，即操作人员可以同时在APP上选择作业区域范围和适合当前实际场景的目标作业路径，并通过APP将选择的相关信息的参数以选择指令的形式发送至晶面机，也可以依次选择作业区域范围和目标作业路径，并通过APP发送对应的选择参数，本申请实施例对此不作限定。
S102、根据预设参数和目标作业路径生成规划路径。
可选地，在本申请实施例中，操作人员可以事先以人工推动的方式推动晶面机在当前场景中行驶以使晶面机获取当前场景下的全局地图，进而获知并标注当前场景中的障碍物等信息。
由于操作人员根据当前实际场景通过APP选择的目标作业路径并不一定适用于晶面机的实际行驶路径，并且，晶面机按照N字形路径行驶可能会出现在路径的拐点处因转弯而停留时间过长从而造成对地面石材过度研磨等问题。因此，晶面机获取操作人员选择的目标作业路径后，可以基于预设参数和该目标作业路径生成平滑过渡的规划路径，从而避免上述问题的出现。
其中，该规划路径可以包括目标作业路径、连接路径和过渡路径，过渡路径可以根据预设参数在目标作业的拐点处生成，即过渡路径的起点为目标作业的拐点，预设参数可以包括预设的转弯半径、预设的转弯角度。
S103、对规划路径进行修正，得到实际行驶路径。
晶面机确定规划路径后，可以通过控制算法对该路径进行高精度跟踪，以确保晶面机的实际作业效果。例如，通过基于运动学的发步控制器（Kinematic Based Back-stepping Controller，KBBC）算法进行路径追踪。另外，由于当前行驶场景中可能存在障碍物，或者，晶面机按照规划路径行驶时，其实际行驶路径可能与规划路径之间存在误差，那么，晶面机可以通过KBBC算法对规划路径进行修正，得到实际行驶路径，并按照实际行驶路径运动。
S104、根据预设路径策略以实际行驶路径对作业区域进行区域维护。
基于上述步骤确定实际行驶路径后，晶面机可以在操作人员设定的作业区域中按照预设路径策略以实际行驶路径对作业区域进行区域维护，从而确保晶面机对作业区域维护的作业效果。
本申请实施例提供了一种路径生成方法，获取目标作业路径和作业区域，根据预设参数和目标作业路径生成规划路径，并对规划路径进行修正，得到实际行驶路径，进而根据预设路径策略以实际行驶路径对作业区域进行区域维护，其中，规划路径包括目标作业路径、连接路径和过渡路径，过渡路径是根据预设参数在目标作业路径的拐点处生成的，预设参数包括预设的转弯半径、预设的转弯角度。由于晶面机在行驶过程中可能因为在拐点处转弯等原因会在某一位置停留时间过长，而导致对该位置的地面石材过度研磨，但通过上述设计方式可以得到平滑过渡的规划路径，并对该路径进行调整、修正，从而得到晶面机在作业区域中行驶的实际行驶路径，这样可以有效提升晶面机对地面区域维护的作业效果。
在一种示例中，上述作业区域的数量可以为多个，那么相应地，上述步骤S101中根据选择指令中携带的选择参数确定与选择参数对应的作业区域的实现方式可以包括：根据选择参数中的范围参数确定作业区域范围，并根据选择参数中的划分参数将作业区域范围划分为多个作业区域。
例如，范围参数可以为长度1000、宽度1000，或者，坐标点（0，0）、（0，1000）、（1000，0）、（1000，1000），基于该范围参数可以确定作业区域范围，
划分参数可以理解为将上述根据范围参数确定的作业区域范围划分为多个作业区域的参数。该划分参数可以为在作业区域范围中插入的行数和列数，也可以为划分区域个数。
例如，假设将上述作业区域范围划分为12个作业区域，那么划分参数可以为12，或者，可以为行数为3，列数为4。
在一种示例中，晶面机接收的选择参数中可以携带有用于确定目标作业路径的坐标位置、偏移量和作业循环次数m，该作业循环次数用于确定m个目标作业路径，即作业区域中可以分布多个目标作业路径，m的取值范围为大于1的整数。
如图2所示，m的取值为3，即作业区域中存在3个N字形路径，当然，除了图2所示的缩放形式的N字形路径之外，该m个N字形路径也可以以其他形式分布于作业区域中，例如，以平移的方式进行分布。
如图3所示，以一个N字路径为例进行说明。由于选定的目标作业路径为N字形路径，那么目标作业路径的拐点即可理解为图3所示的A点、B点、C点、D点、E点、F点、G点、H点，其中，生成的过渡路径的起点可以为上述拐点，即在拐点处生成过渡路径，预设参数可以包括预设的转弯半径、预设的转弯角度。
示例性地，如图4所示，生成上述过渡路径的实现方式可以包括但不限于以下步骤：
S2010、根据预设参数和拐点的坐标生成过渡路径的转弯角度中心坐标。
例如，如图5所示，假设晶面机系统中预设的转弯半径为r、预设的转弯角度为i，那么本步骤的实现方式可以为，根据预设参数、拐点坐标和第一公式、第二公式生成过渡路径的转弯角度中心坐标。
其中，第一公式用于确定转弯角度中心坐标中的横坐标，第二公式用于确定转弯角度中心坐标中的纵坐标；
第一公式可以为
X1= X0-r*sinθ （1）
其中，X0表示拐点坐标中的横坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，θ表示当前航向角，X1表示转弯角度中心坐标中的横坐标；
第二公式可以为
Y1= Y0-r*cosθ （2）
其中，Y0表示拐点坐标中的纵坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，θ表示当前航向角，Y1表示转弯角度中心坐标中的纵坐标。
即当前的拐点坐标为（X0，Y0），确定得到的过渡路径的转弯角度中心坐标为（X1，Y1）。
S2011、根据预设参数和转弯角度中心坐标生成过渡路径的终点坐标。
示例性地，本步骤的实现方式可以为，根据预设参数、得到的转弯角度中心坐标和第三公式、第四公式生成过渡路径的终点坐标。
其中，第三公式用于确定终点坐标中的横坐标，第四公式用于确定终点坐标中的纵坐标。
例如，第三公式可以如公式（3）所示，
X2= X1+r*cos（i-β） （3）
其中，X1表示转弯角度中心坐标中的横坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，i表示预设参数中预设的转弯角度，X2表示终点坐标中的横坐标。
如图5所示，参数β可以通过公式（4）计算得到，即为，
β=π/2-θ （4）
其中，参数θ表示晶面机当前航向角。
上述第四公式可以为
Y2= Y1+r*sin（i-β） （5）
其中，Y1表示转弯角度中心坐标中的纵坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，i表示预设参数中预设的转弯角度，Y2表示终点坐标中的纵坐标。
即通过转弯角度中心坐标（X1，Y1）和预设参数确定得到过渡路径的终点坐标（X2，Y2）。
S2012、根据预设参数、转弯角度中心坐标和生成的终点坐标，在目标作业路径的拐点处生成过渡路径。如图5所示，本步骤的实现方式可以为，以转弯角度中心坐标（X1，Y1）为中心点，以预设参数中预设的转弯半径r为半径，从目标作业路径的拐点处（X0，Y0）画圆至终点坐标（X2，Y2），将生成的曲线路径确定为过渡路径。
在一种示例中，上述生成规划路径中的连接路径的实现方式可以为，将过渡路径的终点与N字形路径的拐点连接，从而生成连接路径。如图6所示，在N字形路径的拐点处生成过渡路径后，可以将该过渡路径的终点与拐点相连接，也即将图5中的坐标点（X2，Y2）与拐点坐标（X0，Y0）相连，如图6所示，连接的虚线即为连接路径。
图6中N字形路径、曲线所代表的过渡路径，以及虚线所代表的连接路径所构成的路径即为生成的规划路径。
需要说明的是，晶面机在拐点两侧的行驶方向是相反的，如图6所示。箭头的指向即为晶面机行驶的朝向，即晶面机正向行驶至A点之后，以预设的转弯半径r沿着平滑的过渡路径行驶至过渡路径的终点，以背向行驶的朝向沿着虚线表示的连接路径行驶至拐点A，并沿着N字形路径的路段继续行驶至拐点E。重复按照上述方式行驶完划定作业区域内的所有路径。这样晶面机无需在拐点处进行转向，即可平滑的过渡并行驶至下一个N字形的路段。
可以理解的是，在存储的预设作业路径中仅是N字形路径中存在拐点，那么在作业区域中，晶面机按照相应路径轨迹行驶完一行N字形路径后，可以按照预设路径继续行驶换行，即换行方式可以如图3所示。
在一种示例中，上述步骤S103中的修正方式可以为，根据当前路径参数、规划路径的参数，确定路径误差；根据路径误差计算得到修正参数；根据修正参数对规划路径进行修正，得到实际行驶路径。
其中，上述当前路径参数可以包括晶面当前行驶过程中的坐标位置、航向角度等。相应地，规划路径的参数也可以包括路径中不同位置点的坐标位置、目标航向角度等。
例如，假设晶面机当前路径参数包括坐标位置（X，Y），航向角θ、规划路径的参数包括坐标位置（Xr，Yr），目标航向角θr，那么可以通过以下方式确定路径误差ep。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（6）
其中，上述公式中的ex和ey表示在x轴方向和y轴方向上的偏差，eθ表示航向角的偏差。
进一步地，获取路径误差后，可以基于以下方式对规划路径进行修正
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（7）
其中，上述公式中的vr和wr分别表示目标线速度和目标角速度，Kx、Ky、Kθ分别为KBBC算法中在x轴方向、y轴方向以及θ角度上的增益，其可以为常数，v和w可以表示修正后得到的实际行驶线速度和角速度，也即上述修正参数。
根据得到的修正参数——线速度v和角速度w，对当前的规划路径进行修正，即可得到实际行驶的路径，进而晶面机按照实际行驶路径在作业区域中行驶。
如图7所示，在一种示例中，上述步骤S104的实现方式可以包括但不限于以下实现方式：
S701、根据实际行驶路径对当前作业区域进行维护。
可选地，本步骤的实现方式可以为，获取喷药位置参数和研磨位置参数；根据喷药位置参数以实际行驶路径移动至喷药位置参数中的终点，并返回至研磨位置参数中的起点；在该起点，根据研磨位置参数以实际行驶径移动对当前作业区域进行维护，直至移动至研磨位置终点。
其中，喷药位置参数可以为晶面机在喷药阶段的路径参数，研磨位置参数可以为晶面机在研磨阶段的路径参数。示例性地，喷药位置参数可以为喷药路径的长度和宽度，或者，喷药路径的坐标点；研磨位置参数可以为研磨路径的总长度、总宽度和长度等分数量（即将总长度等分为几部分），或者研磨路径的坐标点。
为了便于理解和示意，如图8所示，暂以操作人员选定的目标作业路径代替实际行驶路径对本部分内容进行说明。假设喷药位置参数从起点至终点的坐标点分别为P0.start（0，-159）、P0.0（0，0）、P0.1（0，600）、P0.2（394，0）、P0.3（394，600），那么晶面机可以基于该坐标点以N字形路径（可以理解为优化、修正之前最初选定的实际行驶路径）移动至喷药位置终点P0.3（394，600），其移动路径如图8中的实线所示。假设研磨位置参数从起点至终点的坐标点分别为P0.4（-50，-50）、P0.5（-50，670）、P0.6（197，-50）、P0.7（197，670）、P0.8（444，-50）、P0.9（444，670），即研磨位置参数的总长度为494、总宽度为720、长度等分数量为2，则晶面机从喷药位置终点P0.3（394，600）返回至研磨位置起点P0.4（-50，-50），按照研磨位置参数从起点至终点的坐标点开始研磨阶段的移动，其移动轨迹如图8中的虚线所示。从图8可以看出，在研磨阶段，晶面机的移动轨迹为两个N字形路径，若在总长度和总宽度不变的情况下，长度等分数量增多，即P0.6和P0.7的个数增多，那么晶面机可以移动更多数量的N字形路径。
可以理解的是，上述长度等分数量也可以为0，本申请实施例图8中所呈现的移动轨迹中长度等分数量为2。
需要说明的是，图8中，坐标点P0.9（444，670）连接的黑色实线为移动至下一个作业区域的路径。
S702、按照蛇形轨迹的方式移动至下一个作业区域，将下一个作业区域作为当前作业区域。
上述步骤S701仅是晶面机针对当前的一个作业区域进行维护，若操作人员设置多个作业区域，那么从当前的作业区域移动至下一个作业区域时，可以以蛇形轨迹的方式进行移动。
示例性地，假设存在12个作业区域，那么上述作业区域之间的蛇形轨迹移动方式如图9所示，从图9中可以看出，在第一行作业区域维护完成之后，按照这种方式移动至下一行作业区域，可以防止晶面机重复移动至第一行的作业区域。
S703、重复执行上述步骤S701至步骤S702，直至维护完所有作业区域。
按照上述步骤S701的方式完成对当前作业区域的维护工作后，按照步骤S702的方式移动至下一个作业区域，并重复执行步骤S701和步骤S702，以实现维护完成所有的作业区域。
在一种示例中，在执行上述步骤S701的过程中，若研磨位置参数包括偏移量和循环研磨次数m，即在作业区域中分布有m个目标作业路径，那么确定该m个目标作业路径的实现方式可以为，根据研磨位置参数、偏移量和循环研磨次数m，确定m个更新后的研磨位置参数，进而，根据研磨位置参数和m个更新后的研磨位置参数生成m个目标作业路径。
其中，m为大于0的整数，偏移量可以为研磨位置参数的偏移量。可选地，该偏移量可以为坐标点，也可以为长度和宽度。
例如，假设偏移量以坐标点形式表示，其为（30，30），那么在研磨位置参数点包括坐标点的情况下，上述实现方式具体可以为：
步骤一：将当前研磨位置参数中各坐标点的绝对值与偏移量相加，得到与各坐标点对应的更新后的坐标值；
步骤二；将各坐标点的正负符号与各坐标点对应的更新后的坐标值组合，得到更新后的研磨位置参数，并将更新后的研磨位置参数作为当前研磨位置参数；
重复执行m次上述步骤一至步骤二，得到m个更新后的研磨位置参数，该m个更新后的研磨位置参数即可形成m个目标作业路径。
如图10所示，假设当前研磨位置参数分别为P0.4（-50，-50）、P0.5（-50，670）、P0.6（197，-50）、P0.7（197，670）、P0.8（444，-50）、P0.9（444，670），那么经过上述步骤一和步骤二的方式得到的更新后的研磨位置参数分别为P0.41（-80，-80）、P0.51（-80，700）、P0.61（227，-80）、P0.71（227，700）、P0.81（474，-80）、P0.91（474，700），基于该更新后的研磨位置参数移动的路径如图10中的虚线所示。
假设循环研磨次数m为2，上述确定更新后的研磨位置参数仅循环了一次，那么将更新后的研磨位置参数重新作为当前研磨位置参数，并基于当前研磨位置参数继续执行上述步骤一和步骤二，第二次循环完成后，得到更新后的研磨位置参数，分别为P0.42（-110，-110）、P0.52（-110，730）、P0.62（257，-110）、P0.72（257，730）、P0.82（504，-110）、P0.92（504，730），基于该更新后的研磨位置参数生成的目标作业路径如图10中的点划线所示。
可选地，在研磨位置参数点包括总长度、总宽度的情况下，生成目标作业路径的实现方式具体可以为：
步骤一：将当前研磨位置参数中的总长度增加偏移量中的长度的2倍，得到更新后的长度值；
步骤二：将当前研磨位置参数中的总宽度增加偏移量中的宽度的2倍，得到更新后的宽度值；
步骤三：将更新后的长度值和更新后的宽度值作为更新后的研磨位置参数，并将更新后的研磨位置参数作为当前研磨位置参数；
重复执行m次上述步骤一至步骤三，得到m个更新后的研磨位置参数，该m个更新后的研磨位置参数即可形成m个目标作业路径。
需要说明的是，在研磨位置参数包括总长度、总宽度的情况下，可以将作业区域中心点确定为总长度对应路径的中点和总宽度对应路径的中点的重合点，并以该重合点为目标作业路径的中心点。同样地，在基于偏移量和当前研磨位置参数得到更新后的研磨位置参数后，可以基于上述中心点按照更新后的研磨位置参数确定下一个目标作业路径。
如图11所示，上述方式可以理解为是以作业区域的中心点（图11中的小黑点）为基准，以向四周扩散的方式根据更新后的研磨位置参数生成m个目标作业路径。
当然，上述偏移量中的横坐标或长度可以为0，或者，偏移量中的纵坐标或宽度也可以为0，本领域技术人员可以根据实际需要进行设计，本申请实施例对此不作限定。
图12为本申请实施例提供的一种路径生成装置，该装置可以用于自动运行实现区域维护，如图12所示，该装置包括：获取模块1201、生成模块1202、修正模块1203、行驶模块1204；
其中，获取模块，用于获取目标作业路径和作业区域；
生成模块，用于根据预设参数和目标作业路径生成规划路径，规划路径包括目标作业路径、连接路径和过渡路径；
其中，过渡路径是根据预设参数在目标作业路径的拐点处生成的，预设参数包括预设的转弯半径、预设的转弯角度；
修正模块，用于对规划路径进行修正，得到实际行驶路径；
行驶模块，用于根据预设路径策略以实际行驶路径对作业区域进行区域维护。
在一种示例中，获取模块还可以包括接收单元；
接收单元，用于接收选择指令，该选择指令中携带有选择参数；
获取模块，用于根据选择指令从存储的预设作业路径中选择与选择参数对应的目标作业路径，以及根据选择指令确定与选择参数对应的作业区域。
进一步地，该获取模块，可以用于根据选择参数中的范围参数确定作业区域范围，并根据选择参数中的划分参数将作业区域范围划分为多个作业区域。
在一种示例中，生成模块，用于将过渡路径的终点与拐点连接，生成连接路径，过渡路径的起点即为上述拐点。
在一种示例中，生成模块还用于根据预设参数和拐点的坐标生成过渡路径的转弯角度中心坐标，根据预设参数和转弯角度中心坐标生成过渡路径的终点坐标，以及，根据预设参数、转弯角度中心坐标和终点坐标，在目标作业路径的拐点处生成过渡路径。
在一种示例中，上述生成模块，具体用于根据预设参数、拐点坐标和第一公式、第二公式生成过渡路径的转弯角度中心坐标；
其中，第一公式用于确定转弯角度中心坐标中的横坐标，第二公式用于确定转弯角度中心坐标中的纵坐标；
第一公式包括上述公式（1），第二公式包括上述公式（2）。
生成模块，还用于根据预设参数、转弯角度中心坐标和第三公式、第四公式生成过渡路径的终点坐标。
其中，第三公式用于确定终点坐标中的横坐标，第四公式用于确定终点坐标中的纵坐标。
第三公式包括上述公式（3），第四公式包括上述公式（5）。
进一步地，生成模块，还可以用于以转弯角度中心坐标为中心点，以预设参数中预设的转弯半径为半径，从目标作业路径的拐点处画圆至终点坐标，将生成的路径确定为过渡路径。
在一种示例中，上述目标作业路径可以包括m个N字形路径，m为大于1的整数， m个N字形路径的中心点重合且各个路径的长度和宽度呈等比例，该比例不为1。
在一种示例中，修正模块，可以用于根据当前路径参数、规划路径的参数，确定路径误差，根据路径误差计算得到修正参数，并根据修正参数对规划路径进行修正，得到实际行驶路径。
在一种示例中，上述行驶模块，可以用于根据实际行驶路径对当前作业区域进行维护；并按照蛇形轨迹的方式移动至下一个作业区域，将下一个作业区域作为当前作业区域；重复执行上述步骤，直至维护完所有作业区域。
进一步地，上述行驶模块可以包括获取单元，该获取单元，用于获取喷药位置参数和研磨位置参数；
行驶模块可以用于根据喷药位置参数以实际行驶路径移动至喷药位置参数中的终点，并返回至研磨位置参数中的起点；以及在起点，根据研磨位置参数以实际行驶路径移动对当前作业区域进行维护，直至移动至研磨位置终点。
在一种示例中，上述生成模块，还用于在研磨位置参数包括偏移量和循环研磨次数m的情况下，根据研磨位置参数、偏移量和循环研磨次数m，确定m个更新后的研磨位置参数；并根据研磨位置参数和m个更新后的研磨位置参数生成m个目标作业路径；
其中，m为大于0的整数。
上述路径生成装置可以执行图1、图2、图4、图7所提供的路径生成方法，具备该方法中相应的器件和有益效果。
图13为本发明实施例13提供的一种晶面机的结构示意图，如图13所示，该晶面机包括控制器1301、存储器1302、输入装置1303、输出装置1304、喷淋组件1305、刷盘组件1306；晶面机中控制器1301的数量可以是一个或多个，图13中以一个控制器1301为例；晶面机中的控制器1301、存储器1302、输入装置1303和输出装置1304可以通过总线或其他方式连接，图13中以通过总线连接为例。
存储器1302作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如图1、图2、图4、图7实施例中的路径生成方法对应的程序指令/模块（例如，路径生成装置中的获取模块1201、生成模块1202、修正模块1203、行驶模块1204）。控制器1301通过运行存储在存储器1302中的软件程序、指令以及模块，从而执行晶面机的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的路径生成方法。
存储器1302可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器1302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器1302可进一步包括相对于控制器1301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端/服务器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置1303可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与晶面机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置1304可包括显示屏等显示装置。
喷淋组件1305可用于晶面机按照上述实际行驶路径对作业区域进行喷药，在这一过程中，喷淋组件1305处于工作状态；刷盘组件1306可用于晶面机按照上述实际行驶路径在作业区域对地面进行研磨，在研磨过程中，刷盘组件1306处于工作状态。
当然，上述仅是对喷淋组件1305和刷盘组件1306示例性的描述，喷淋组件1305和刷盘组件1306也可以工作在本实施例未提及的其他情况下，在此不作详细描述。
如图14所示，本申请实施例还提供一种包含计算机可读存储介质1401，该计算机可执行指令在由计算机处理器1402执行时用于执行一种路径生成方法，该方法包括图1、图2、图4、图7所示的步骤。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器（Read-Only Memory, ROM）、随机存取存储器（RandomAccess Memory, RAM）、闪存（FLASH）、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）实现本申请各个实施例所述的方法或功能。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种应用于晶面机的路径生成方法，用于晶面机自动运行实现区域维护，其特征在于，包括：
获取N字形目标作业路径和获取作业区域；
根据预设参数和所述目标作业路径生成规划路径，所述规划路径包括所述目标作业路径、连接路径和过渡路径，所述过渡路径是根据所述预设参数在所述目标作业路径的拐点处生成的，所述预设参数包括预设的转弯半径、预设的转弯角度，所述连接路径是将所述过渡路径的终点与所述拐点连接生成的，所述过渡路径的起点为所述拐点；
对所述规划路径进行修正，得到实际行驶路径；
根据预设路径策略以所述实际行驶路径对所述作业区域进行区域维护，所述预设路径策略包括蛇形轨迹移动方式，所述作业区域的数量为多个；
其中，根据实际行驶路径对当前作业区域进行维护，包括：
获取喷药位置参数和研磨位置参数；
根据所述喷药位置参数以实际行驶路径移动至喷药位置参数中的终点，并返回至研磨位置参数中的起点；
在所述起点，根据所述研磨位置参数以实际行驶路径移动对当前作业区域进行维护，直至移动至研磨位置终点；
其中，所述当前作业区域为多个作业区域中的任意一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取N字形目标作业路径和获取作业区域，包括：
接收选择指令，所述选择指令中携带有选择参数；
根据所述选择指令从存储的预设作业路径中选择与所述选择参数对应的N字形目标作业路径；
根据所述选择指令确定与所述选择参数对应的作业区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述选择指令确定与所述选择参数对应的作业区域，包括：
根据所述选择参数中的范围参数确定作业区域范围；
根据所述选择参数中的划分参数将所述作业区域范围划分为多个作业区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述预设参数在所述目标作业路径的拐点处生成过渡路径，包括：
根据所述预设参数和所述拐点的坐标生成过渡路径的转弯角度中心坐标；
根据所述预设参数和所述转弯角度中心坐标生成所述过渡路径的终点坐标；
根据所述预设参数、所述转弯角度中心坐标和所述终点坐标，在所述目标作业路径的拐点处生成所述过渡路径。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据预设参数生成过渡路径的转弯角度中心坐标，包括：
根据预设参数、拐点坐标和第一公式、第二公式生成过渡路径的转弯角度中心坐标；
其中，所述第一公式用于确定所述转弯角度中心坐标中的横坐标，所述第二公式用于确定所述转弯角度中心坐标中的纵坐标；
所述第一公式包括X1=X0-r*sinθ，其中，X0表示拐点坐标中的横坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，θ表示当前航向角，X1表示转弯角度中心坐标中的横坐标；
所述第二公式包括Y1=Y0-r*cosθ，其中，Y0表示拐点坐标中的纵坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，θ表示当前航向角，Y1表示转弯角度中心坐标中的纵坐标。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述预设参数和所述转弯角度中心坐标生成所述过渡路径的终点坐标，包括：
根据所述预设参数、所述转弯角度中心坐标和第三公式、第四公式生成所述过渡路径的终点坐标；
其中，所述第三公式用于确定所述终点坐标中的横坐标，所述第四公式用于确定所述终点坐标中的纵坐标；
所述第三公式包括X2=X1+r*cos（i-β），其中，X1表示转弯角度中心坐标中的横坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，i表示预设参数中预设的转弯角度，β为参数π/2-θ，θ表示当前航向角,X2表示所述终点坐标中的横坐标；
所述第四公式包括Y2=Y1+r*sin（i-β），其中，Y1表示转弯角度中心坐标中的纵坐标，r表示预设参数中预设的转弯半径，i表示预设参数中预设的转弯角度，β为参数π/2-θ，θ表示当前航向角，Y2表示所述终点坐标中的纵坐标。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述预设参数、所述转弯角度中心坐标和所述终点坐标，在所述目标作业路径的拐点处生成所述过渡路径，包括：
以所述转弯角度中心坐标为中心点，以所述预设参数中预设的转弯半径为半径，从所述目标作业路径的拐点处画圆至所述终点坐标，将生成的路径确定为所述过渡路径。
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，对所述规划路径进行修正，得到实际行驶路径，包括：
根据当前行驶路径的参数和所述规划路径的参数，确定路径误差；
根据所述路径误差计算得到修正参数；
根据所述修正参数对所述规划路径进行修正，得到实际行驶路径。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设路径策略以所述实际行驶路径对所述作业区域进行维护，包括：
根据实际行驶路径对当前作业区域进行维护；
按照蛇形轨迹的方式移动至下一个作业区域，将所述下一个作业区域作为当前作业区域；
重复执行上述步骤，直至维护完所有作业区域；
其中，所述蛇形轨迹移动方式为若所述当前作业区域不为当前作业行的最后一个区域时，晶面机继续行驶至所述当前作业行中与所述当前作业区域相邻的下一个作业区域；若所述当前作业区域为当前作业行的最后一个区域时，晶面机行驶至所述当前作业行的下一个作业行中与所述当前作业区域相邻的作业区域，并将所述相邻的作业区域作为下一个作业区域。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述研磨位置参数包括偏移量和循环研磨次数m的情况下，所述方法还包括：
根据所述研磨位置参数、所述偏移量和循环研磨次数m，确定m个更新后的研磨位置参数；
根据所述研磨位置参数和所述m个更新后的研磨位置参数生成m个目标作业路径；
其中，m为大于0的整数。
11.一种路径生成装置，所述装置集成于晶面机中，用于晶面机自动运行实现区域维护，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取N字形目标作业路径和作业区域；
生成模块，用于根据预设参数和所述目标作业路径生成规划路径，所述规划路径包括所述目标作业路径、连接路径和过渡路径，所述过渡路径是根据所述预设参数在所述目标作业路径的拐点处生成的，所述预设参数包括预设的转弯半径、预设的转弯角度，所述连接路径是将所述过渡路径的终点与所述拐点连接生成的，所述过渡路径的起点为所述拐点；
修正模块，用于对所述规划路径进行修正，得到实际行驶路径；
行驶模块，用于根据预设路径策略以所述实际行驶路径对所述作业区域进行区域维护，所述预设路径策略包括蛇形轨迹移动方式，所述作业区域的数量为多个；
其中，所述行驶模块包括获取单元；
所述获取单元，用于获取喷药位置参数和研磨位置参数；
所述行驶模块，用于根据所述喷药位置参数以实际行驶路径移动至喷药位置参数中的终点，并返回至研磨位置参数中的起点；
以及在所述起点，根据所述研磨位置参数以实际行驶路径移动对当前作业区域进行维护，直至移动至研磨位置终点；
其中，所述当前作业区域为多个作业区域中的任意一个。
12.一种晶面机，其特征在于，包括存储器、控制器及存储在存储器上并可在控制器上运行的计算机程序，所述控制器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-10任一项所述的应用于晶面机的路径生成方法。
13.一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1-10任一项所述的应用于晶面机的路径生成方法。
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CN102167038A (zh) * 2010-12-03 2011-08-31 北京农业信息技术研究中心 农田地块全区域覆盖最优作业路径生成方法及装置

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