CN112219177A - 喷洒无人机的作业规划方法、系统和设备 - Google Patents
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- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
- G05D1/106—Change initiated in response to external conditions, e.g. avoidance of elevated terrain or of no-fly zones
Abstract
一种喷洒无人机的作业规划方法，包括：获取目标作物区域的三维空间信息，三维空间信息至少包括二维位置和高度，目标作物区域中种植多株目标作物(S401)；根据三维空间信息确定目标作物区域中的多个等高区域，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠(S402)；确定每一个等高区域的子航线的航点(S403)；根据每一个等高区域的子航线的航点，获取目标作物区域内的航线的航点(S404)。因此，喷洒无人机根据航点指示的航线在目标作物区域飞行，符合高度不同的地形的地形特征，节省喷洒无人机作业时的能耗，改善喷洒效果。还公开了一种喷洒无人机的作业系统的设备。
Description
技术领域
本申请实施例涉及无人机技术领域，尤其涉及一种喷洒无人机的作业规划方法、系统和设备。
背景技术
随着消费级无人机日益普及，行业级应用无人机也开始崭露头角，对为农行业来说，农业无人机作为行业级应用无人机占据着重要的位置，其可以对农田地进行植保作业，例如喷洒作业(喷洒水分、农药、种子等等)，给农业领域带来了极大的便利，例如节省用户时间、提高作业效率、增加作业收益以及提高农业机械的利用效率等。
然而，现有的喷洒作业方式应用于梯田时，由于梯田各层的高度不同，使得农业无人机在对梯田的种植物进行喷洒作业时，会时而飞高时而飞低，飞行路径难以把控，造成喷洒效果不佳、农业无人机的电量消耗速率高。
发明内容
本申请实施例提供一种喷洒无人机的作业规划方法、系统和设备，用于节省喷洒无人机作业时的能耗，改善喷洒效果，降低电量能耗速率。
第一方面，本申请实施例提供的一种喷洒无人机的作业规划方法，包括：
获取目标作物区域的三维空间信息，其中，所述三维空间信息至少包括二维位置和高度，所述目标作物区域中种植多株目标作物；
根据所述三维空间信息确定所述目标作物区域中的多个等高区域，其中，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的所述高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠；
确定每一个等高区域的子航线的航点；
根据每一个等高区域的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。
第二方面，本申请实施例提供的一种喷洒无人机的作业规划设备，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序代码；
所述处理器，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于：
获取目标作物区域的三维空间信息，其中，所述三维空间信息至少包括二维位置和高度，所述目标作物区域中种植多株目标作物；
根据所述三维空间信息确定所述目标作物区域中的多个等高区域，其中，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的所述高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠；
确定每一个等高区域的子航线的航点；
根据每一个等高区域的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。
第三方面，本申请实施例提供一种喷洒无人机的作业规划系统，包括喷洒无人机和如第二方面本申请实施例所述的喷洒无人机的作业规划设备。
第四方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序；所述计算机程序在被执行时，实现如第一方面本申请实施例所述的喷洒无人机的作业规划方法。
第五方面，本申请实施例提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，喷洒无人机的作业规划设备的至少一个处理器可以从所述可读存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序使得喷洒无人机的作业规划设备实施如第一方面本申请实施例所述的喷洒无人机的作业规划方法。
本申请实施例提供的喷洒无人机的作业规划方法、系统和设备，通过获取目标作物区域的三维空间信息，其中，所述三维空间信息至少包括二维位置和高度，所述目标作物区域中种植多株目标作物；根据所述三维空间信息确定所述目标作物区域中的多个等高区域，其中，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的所述高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠；确定每一个等高区域的子航线的航点；根据每一个等高区域的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。由于本实施例是先确定每个等高区域内的航点，然后根据每个等高区域内的航点再确定目标作物区域的航点，目标作物区域的航点使得喷洒无人机在目标作物区域内沿着等高区域依次飞行，作业过程符合了高度不同的地形(例如梯田)的地形特征，节省喷洒无人机作业时的能耗，改善喷洒效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本申请实施例提供的测绘无人机对目标作物区域进行测绘的示意图；
图2为本申请实施例提供的应用场景示意图；
图3为本申请实施例提供的喷洒无人机对目标作物区域中的多株目标作物进行喷洒的示意图；
图4为本申请一实施例提供的喷洒无人机的作业规划方法的流程图；
图5为本申请一实施例提供的根据单元格区域的几何位置的二维位置生成的参考线的一种示意图；
图6为本申请一实施例提供的目标作物区域内的参考线的一种示意图；
图7为本申请一实施例提供的喷洒覆盖区域的一种示意图；
图8为本申请一实施例提供的不在喷洒覆盖区域内的目标作物的一种示意图；
图9为本申请一实施例提供的根据不在喷洒覆盖区域内的目标作物确定的新增航点的一种示意图；
图10为本申请一实施例提供的喷洒无人机的作业规划设备的结构示意图；
图11为本申请一实施例提供的喷洒无人机的作业规划系统的一种结构示意图。
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。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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请实施例提供的一种喷洒无人机的作业规划方法和设备，可以应用于喷洒无人机对作物区域中的多株目标作物进行喷洒控制的场景，尤其应用于作物区域为高度不等的区域，例如梯田区域。图1为本申请实施例提供的测绘无人机对目标作物区域进行测绘的示意图，如图1所示，测绘无人机101对目标作物区域上飞行，利用测绘无人机101配置的拍摄装置对目标作物区域进行拍摄。其中，目标作物区域中种植多株目标作物，在某些情况中，目标作物区域中稀疏地种植多株目标作物，该目标作物可以是任何农业作物，进一步地，所述目标作物可以包括树木，更进一步地，所述树木可以包括果树、茶树、橡胶树等等，但本申请各实施例并不限于此。图2为本申请实施例提供的应用场景示意图，如图2所示，图2中示出了测绘无人机101、喷洒无人机的作业规划设备102、喷洒无人机103和地面控制终端104。喷洒无人机的作业规划设备102为任何可以根据如前所述的目标作物区域的三维空间信息确定航线的航点的设备，例如，所述喷洒无人机的作业规划设备102可以包括遥控器、智能手机、台式电脑、膝上型电脑、服务器、穿戴式设备(手表、手环)中的一种或多种，本申请实施例以喷洒无人机的作业规划设备102为电脑来进行示意性说明。喷洒无人机103的地面控制终端104可以是遥控器、智能手机、台式电脑、膝上型电脑、穿戴式设备(手表、手环)中的一种或多种。本申请实施例以地面控制终端104为摇控器1041和终端设备1042为例来进行示意性说明。该终端设备1042例如是智能手机、可穿戴设备、平板电脑等，但本申请实施例并限于此。
其中，测绘无人机101可以获取拍摄装置输出的图像，并根据所述图像获取目标作物区域的三维空间信息，其中，所述目标作物区域的三维空间信息用于确定喷洒无人机对所述多株目标作物进行喷洒的航线的航点。喷洒无人机的作业规划设备102可以通过直接或者间接、有线通信或者无线通信的方式从所述测绘无人机101获取所述目标作物区域的三维空间信息，并根据所述三维空间信息确定航点，其中，所述航点喷洒控制信息用于确定喷洒无人机103对目标作物区域内的所述多株目标作物进行喷洒的航线。在某些情况中，喷洒无人机的作业规划设备102可以从除测绘无人机101以外的其他途径获取目标作物区域的三维空间信息。喷洒无人机103可以通过直接或者间接、有线通信或者无线通信的方式从喷洒无人机的作业规划设备102获取所述航点/航线，并按照所述航点指示的航线飞行以对目标作物区域中的目标作物进行喷洒。在某些实施例中，喷洒无人机的作业规划设备102可以将航点/航线发送给喷洒无人机103的地面控制终端104，由喷洒无人机103的地面控制终端104根据航点/航线控制喷洒无人机103在目标作物区域内的飞行以及喷洒控制。在某些实施例中，喷洒无人机的作业规划设备102可以将所述航点/航线发送给喷洒无人机103，喷洒无人机103可以根据所述航点/航线在对目标作物区域中飞行以对目标作物进行喷洒，如图3所示。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图4为本申请一实施例提供的喷洒无人机的作业规划方法的流程图，如图4所示，本实施例的方法可以应用于喷洒无人机的作业规划设备，本实施例的方法可以包括：
S401、获取目标作物区域的三维空间信息，三维空间信息至少包括二维位置和高度，目标作物区域中种植多株目标作物。
本实施例获取目标作物区域的三维空间信息。该目标作物区域中种植多株目标作物。可选地，该目标作物例如为树木，可选地，该树木例如为果树。本实施例的目标作物并不限于此。其中，该三维空间信息至少包括二维位置和高度。在某些情况中，所述三维空间信息还包括颜色信息，颜色信息可以用于区分目标区域中的各种类型的物体，例如目标作物，如果树，以苹果树为例，包含红色信息的果树为苹果树。可选地，该三维空间信息可以是三维点云信息或者三维地图信息。
上述S401的一种可能的实现方式为：获取测绘无人机在所述目标作物区域上飞行时拍摄的多帧图像；根据所述多帧图像获取所述目标作物区域的三维空间信息。
其中，测绘无人机上配置有拍摄装置，测绘无人机在目标作物区域飞行的过程中，测绘无人机上配置的拍摄装置可以对目标作物区域进行拍摄，从而获得拍摄装置输出的多帧图像。其中，测绘无人机可以按照预先规划的航线在目标作物区域内飞行。其中，该拍摄装置可以是在测绘无人机飞行时，等间距拍摄或者等时间拍摄。
在一些实施例中，测绘无人机与喷洒控制信息确定设备可以通过有线通信连接或无线通信连接通信。测绘无人机将拍摄的多帧图像通过无线通信连接或者有线通信连接发送给喷洒无人机的作业规划设备。相应地，喷洒无人机的作业规划设备通过无线通信连接或者有线通信连接接收所述测绘无人机发送的上述多帧图像。其中，所述有线通信连接或无线通信连接通信可以为直接地通信，即点对点的通信，也可以为间接通信，即通过中间设备(例如测绘无人机的地面控制端)来进行通信。
在另一些实施例中，测绘无人机将多帧图像存储到存储设备中。相应地，喷洒无人机的作业规划设备从存储设备中获取所述多帧图像。该存储设备例如为安全数码卡(Secure Digital Memory Card，SD卡)，本实施例并不限于此，测绘无人机可以将拍摄的多帧图像存储在SD卡中，然后用户将SD卡从测绘无人机上拔出并插入至喷洒无人机的作业规划设备中，喷洒无人机的作业规划设备从插入其中的SD卡中获取多帧图像。
然后喷洒无人机的作业规划设备根据多帧图像获取所述目标作物区域的三维空间信息，其中，如何根据图像获取三维空间信息可以参见相关技术中的描述，此处不再赘述。
上述S401的另一种可能的实现方式为：获取测绘无人机根据在所述目标作物区域上飞行时拍摄的多帧图像获得的所述目标作物区域的三维空间信息。也就是，测绘无人机在目标作物区域飞行的过程中，测绘无人机上配置的拍摄装置可以对目标作物区域进行拍摄，从而获得拍摄装置输出的多帧图像，然后测绘无人机根据拍摄装置输出的多帧图像获取该目标作物区域的三维空间信息。然后本实施例的喷洒无人机的作业规划设备从测绘无人机获取上述三维空间信息，其中，如何获取三维空间信息可以参见上述获取多帧图像的描述，此处不再赘述。
S402、根据三维空间信息确定所述目标作物区域中的多个等高区域，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠。
本实施例中，在获取到目标作物区域的三维空间信息后，由于三维空间信息中包括高度，因此根据该三维空间信息可以确定哪些高度是处于同一个高度范围，又由于三维空间信息中包括二维位置，所以根据三维空间信息可以确定处于同一个高度范围的高度所对应的二维位置，根据这些二维位置可以确定处于同一个高度范围的区域，其中，处于同一个高度范围的区域可以称为等高区域。通过上述方式，可以从目标作物区域中确定多个不同高度的等高区域，同一个等高区域内的高度处于同一个高度范围，不同等高区域所处的高度范围不重叠。
S403、确定每一个等高区域的子航线的航点。
S404、根据每一个等高区域的子航线的航点，获取目标作物区域内的航线的航点。
本实施例中，在获得目标作物区域的多个等高区域之后，分别确定每一个等高区域内的子航线的航点。由于每个等高区域为目标作物区域内的不同子区域，所以在确定每个等高区域的子航线的航点之后，可以根据所有等高区域的子航线的航点，获取该目标作物区域内的航线的航点。其中，该目标作物区域内的航线的航点至少包括二维坐标和高度。
可选地，喷洒无人机获取本实施例的喷洒无人机的作业规划设备获得的目标作物区域内的航线的航点。然后喷洒无人机根据该航点指示的航线在目标作物区域内飞行。由于目标作物区域内的航线的航点是根据各个等高区域的子航线的航点获得的，所以喷洒无人机在目标作物区域内飞行时是沿等高区域进行飞行，即先飞行在一个等高区域内飞行，在该等高区域内飞行完成后再进入相邻的另一个等高区域内进行飞行，以此类推。
其中，喷洒无人机如何从喷洒无人机的作业规划设备获取航点可以参见喷洒无人机的作业规划设备获取多帧图像的过程，此处不再赘述。
本实施例中，通过获取目标作物区域的三维空间信息，其中，所述三维空间信息至少包括二维位置和高度，所述目标作物区域中种植多株目标作物；根据所述三维空间信息确定所述目标作物区域中的多个等高区域，其中，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的所述高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠；确定每一个等高区域的子航线的航点；根据每一个等高区域的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。由于本实施例是先确定每个等高区域内的航点，然后根据每个等高区域内的航点再确定目标作物区域的航点，目标作物区域的航点使得喷洒无人机在目标作物区域内沿着等高区域依次飞行，作业过程符合了高度不同的地形(例如梯田)的地形特征，节省喷洒无人机作业时的能耗，改善喷洒效果。
可选地，等高区域的子航线中航点的高度相同，也就是，同一等高区域内的子航线的航点的高度相同，并且该子航线的航点的高度与所属等高区域的高度有关。这样可以保证喷洒无人机在同一等高区域内飞行时沿着同一高度飞行，贴合当前区域的地形特征，避免在同一等高区域内出现时高时低的飞行现象。
可选地，所述目标作物区域内的航线中航点的高度是根据三维空间信息中航点的二维位置对应的高度确定的，从而保证喷洒无人机在根据航线中航点在目标作物区域飞行时参考了当前位置的实际高度，保证喷洒效果。
在一些实施例中，上述S403的一种可能的实现方式为：将每一个等高区域划分成多个单元格区域；根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置。
本实施例中，在确定所述目标作物区域中的多个等高区域之后，将每个等高区域划分为多个单元格区域，每个单元格区域的大小可以相同，然后根据等高区域内多个单元格区域的几何中心的二维位置确定该等高区域的子航线的航点的二维位置。
其中，在一种可能的实现方式中，可以将等高区域内多个单元格区域的几何中心的二维位置确定为该等高区域的子航线的航点的二维位置，即等高区域的子航线的各个航点的二维位置就是该等高区域内各单元格区域的几何中心的二维位置，等高区域的子航线的航点的数量与该等高区域内单元格区域的数量相同。
在另一种可能的实现方式中，可以根据等高区域内多个单元格区域的几何中心的二维位置生成参考线，例如如图5所示，每个圆形表示一个单元格区域，其中，同一深度颜色的圆形区域来表示属于同一等高区域的单元格区域，需要说明的是，本实施例并不限于单元格区域为圆形。根据每个等高区域内各个圆形区域的圆心的二维位置生成参考线，例如：各个圆形区域的圆心位于参考线上，如图5中的参考线L1和参考线L2，其中，参考线L1和参考线L2分别为两个不同等高区域的参考线。再按照预设的采样策略在每个参考线上采集参考点，例如可以是在参考线上等间距采集参考点，如图6所示，若目标区域内的等高区域为N个，则通过上述方式可以获得N条参考线，分别为L1、L2、…、LN，然后在每条参考线上等间隔采集参考点，以参考线L1为例，L1的起点为A1、终点为B1，在A1与B1之间等间隔采集参考点。然后将每个等高区域的参考线内采集的各个参考点的二维位置确定为该等高区域内子航线的航点的二维位置。
可选地，所述单元格区域的尺寸是根据喷洒无人机的机身尺寸或者喷洒范围确定的，从而避免单元格区域过大或过小，保证喷洒无人机在根据上述确定的航线的航点在目标作物区域内飞行时的喷洒效果，避免重复喷洒一些区域或者未喷洒到一些区域。
在一些实施例中，还可以根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物，由于三维空间信息中包括二维位置，因此，本实施例可以获得识别出的各目标作物的二维位置。然后确定每一个等高区域内的目标作物，由于每个等高区域的二维位置是确定的，根据各个目标作物的二维位置，即可确定各个等高区域内的目标作物。相应地，上述S403的一种可能的实现方式为：根据所述每一个等高区域内的目标作物的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置。
其中，在一种可能的实现方式中，可以将等高区域内目标作物的二维位置确定为该等高区域的子航线的航点的二维位置。
在另一种可能的实现方式中，可以根据等高区域内各目标作物的二维位置生成参考线，再按照预设的采样策略在每个参考线上采集参考点，然后将每个等高区域的参考线内采集的各个参考点的二维位置确定为该等高区域内子航线的航点的二维位置。
在一些实施例中，还根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物，以及确定所述喷洒无人机依次沿所述多个等高区域的航点指示的子航线飞行时喷洒无人机的喷洒覆盖区域，如图7所示，例如可以以子航线上的每个点的二维位置为中心，根据所述喷洒无人机的喷洒半径，确定喷洒无人机的喷洒覆盖区域。在确定喷洒覆盖区域之后，确定出目标作物区域中不在该喷洒覆盖区域内的目标作物，如图8所示，图中所示的D为不在喷洒覆盖区域内的目标作物。再根据不在该喷洒覆盖区域内的目标作物的三维空间信息确定新增航点，例如可以根据不在喷洒覆盖区域内的目标作物的二维位置确定该新增航点的二维位置，该新增航点的高度与该目标作物的高度有关，如图9所示，可以将该不在喷洒覆盖区域内的目标作物的二维位置确定为该新增航点的二维位置。其中，目标作物的三维空间信息可以根据目标作物区域的三维空间信息获得。
相应地，上述S404的一种可能的实现方式可以为：根据每一个等高区域内的子航线的航点和所述新增航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。例如：获得的目标作物区域内的航线的航点可以包括该新增航点，目标作物区域内的航线例如如图9所示。因此，喷洒无人机在根据上述航点指示的航线飞行时，可以喷洒到原本不在上述喷洒覆盖区域内的目标作物，避免了有些目标作物未被喷洒到的现象，改善了喷洒效果。
在一些实施例中，还根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物，其中，所述目标作物的二维位置用于指示喷洒无人机在按照所述航点指示的航线飞行时是否执行喷洒操作。在一种可能的实现方式中，本实施例的喷洒无人机的作业规划设备还根据识别出所述目标作物区域中的目标作物的二维位置，确定喷洒无人机在按照目标作物区域内的航线飞行时的喷洒控制信息，该喷洒控制信息用于控制喷洒无人机在目标作物区域内飞行时处于目标作物的二维位置时执行喷洒操作。相应地，喷洒无人机在根据上述航线在目标作物区域内飞行时，根据喷洒控制信息在飞行至喷洒范围覆盖目标作物的二维位置时开启喷头以执行喷洒操作，在其它位置时可以关闭喷头以节省喷洒的药量。在另一种可能的实现方式中，本实施例的喷洒无人机的作业规划设备在识别出所述目标作物区域中的目标作物之后，将目标作物的二维位置发送给喷洒无人机，喷洒无人机在按照目标作物区域的航线飞行时，根据目标作物的二维位置决定是否执行喷洒操作，例如喷洒无人机在飞行至喷洒范围覆盖目标作物的二维位置时开启喷头以执行喷洒操作，在其它位置时可以关闭喷头以节省喷洒的药量。
在一些实施例中，还根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的障碍物，障碍物例如为：房屋、道路等；以及确定所述喷洒无人机依次沿所述多个等高区域的航点指示的子航线飞行时喷洒无人机的喷洒覆盖区域。在确定喷洒覆盖区域之后，确定出目标作物区域中在该喷洒覆盖区域内的障碍物，再根据在该喷洒覆盖区域内的障碍物的三维空间信息确定新增航点，例如可以根据不在喷洒覆盖区域内的障碍物的二维位置确定该新增航点的二维位置，该新增航点的高度可以与该障碍物的高度有关，该新增航点可以使得喷洒无人机在目标作物区域飞行时远离障碍物的二维位置。其中，障碍物的三维空间信息可以根据目标作物区域的三维空间信息获得。
相应地，上述S404的一种可能的实现方式可以为：根据每一个等高区域内的子航线的航点和所述新增航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。例如：获得的目标作物区域内的航线的航点可以包括该新增航点。因此，喷洒无人机在根据上述航点指示的航线飞行时，可以避免误喷洒到障碍物上。
在一些实施例中，还根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的障碍物，其中，所述障碍物的二维位置用于指示喷洒无人机在按照所述航点指示的航线飞行时是否执行喷洒操作。在一种可能的实现方式中，本实施例的喷洒无人机的作业规划设备还根据识别出所述目标作物区域中的障碍物的二维位置，确定喷洒无人机在按照目标作物区域内的航线飞行时的喷洒控制信息，该喷洒控制信息用于控制喷洒无人机在目标作物区域内飞行时处于障碍物的二维位置时执行喷洒操作。相应地，喷洒无人机在根据上述航线在目标作物区域内飞行时，根据喷洒控制信息在飞行至喷洒范围覆盖障碍物的二维位置时关闭喷头，以避免误喷洒现象。在另一种可能的实现方式中，本实施例的喷洒无人机的作业规划设备在识别出所述目标作物区域中的障碍物之后，将障碍物的二维位置发送给喷洒无人机，喷洒无人机在按照目标作物区域的航线飞行时，根据障碍物的二维位置决定是否执行喷洒操作，例如喷洒无人机在飞行至喷洒范围覆盖障碍物的二维位置时关闭喷头，以避免误喷洒现象。
本申请实施例中还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序执行时可包括上述各实施例中的喷洒无人机的作业规划方法的部分或全部步骤。
图10为本申请一实施例提供的喷洒无人机的作业规划设备的结构示意图，如图10所示，本实施例的喷洒无人机的作业规划设备1000可以包括：存储器1001和处理器1002。存储器1001和处理器1002可以通过总线连接。上述处理器1002可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器1002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 IntegratedCircuit，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该处理器也可以是任何常规的处理器等。
可选地，本实施例的喷洒无人机的作业规划设备1000还可以包括：通信装置(图中未示出)，通信装置与处理器1002可以通过总线连接，该通信装置用于与其它设备通信，其它设备例如是测绘无人机、喷洒无人机等。
其中，所述存储器1001，用于存储程序代码。
所述处理器1002，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于：
获取目标作物区域的三维空间信息，其中，所述三维空间信息至少包括二维位置和高度，所述目标作物区域中种植多株目标作物；
根据所述三维空间信息确定所述目标作物区域中的多个等高区域，其中，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的所述高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠；
确定每一个等高区域的子航线的航点；
根据每一个等高区域的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。
在一些实施例中，所述处理器1002在获取目标作物区域的三维空间信息时，具体用于：获取测绘无人机在所述目标作物区域上飞行时拍摄的多帧图像；根据所述多帧图像获取所述目标作物区域的三维空间信息。
在一些实施例中，所述子航线中航点的高度相同。
在一些实施例中，所述航线中航点的高度是根据三维空间信息中航点的二维位置对应的高度确定的。
在一些实施例中，所述处理器1002在确定每一个等高区域内的子航线的航点时，具体用于：将每一个等高区域划分成多个单元格区域；根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置。
在一些实施例中，所述处理器1002在根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置时，具体用于：根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置生成参考线；按照预设的采样策略在所述参考线上采集参考点；将所述参考点的二维位置确定为所述子航线的航点的二维位置。
在一些实施例中，所述单元格区域的尺寸是根据喷洒无人机的机身尺寸或者喷洒范围确定的。
在一些实施例中，所述处理器1002，还用于：根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物；确定每一个等高区域内的目标作物；
所述处理器1002在确定每一个等高区域内的子航线的航点时，具体用于：根据所述每一个等高区域内的目标作物的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置。
在一些实施例中，所述处理器1002在根据所述二维位置确定所述子航线的航点的二维位置时，具体用于：根据所述二维位置生成参考线；按照预设的采样策略从所述参考线上采集多个参考点；将所述多个参考点的二维位置确定为所述子航线的多个航点的二维位置。
在一些实施例中，所述处理器1002，还用于根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物，确定所述喷洒无人机依次沿所述多个等高区域的航点指示的子航线飞行时喷洒无人机的喷洒覆盖区域，确定不在所述喷洒覆盖区域内的目标作物，根据所述目标作物的三维空间信息确定新增航点；
所述处理器1002在根据每一个等高区域内的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点时，具体用于：根据每一个等高区域内的子航线的航点和所述新增航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。
在一些实施例中，所述处理器1002，还用于根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物，其中，所述目标作物的二维位置用于指示喷洒无人机在按照所述航点指示的航线飞行时是否执行喷洒操作。
在一些实施例中，所述处理器1002，还用于根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的障碍物，其中，所述障碍物的二维位置用于指示喷洒无人机在按照所述航点指示的航线飞行时是否执行喷洒操作。
本实施例的喷洒无人机的作业规划设备，可以用于执行本申请上述各方法实施例中喷洒无人机的作业规划设备的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图11为本申请一实施例提供的喷洒无人机的作业规划系统的一种结构示意图，如图11所示，本实施例的喷洒无人机的作业规划系统1100可以包括：喷洒无人机的作业规划设备1101和喷洒无人机1102。其中，喷洒无人机的作业规划设备1101可以采用图10所示实施例的结构，其对应地，可以执行上述各方法实施例中喷洒无人机的作业规划设备的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
其中，喷洒无人机1102获取喷洒无人机1102获得的目标作物区域内的航线的航点，以及根据航点指示的航线在目标作物区域内飞行。
可选地，喷洒无人机的作业规划系统1100还可以包括：测绘无人机1103。所述测绘无人机1103在所述目标作物区域上飞行时拍摄的多帧图像；所述喷洒无人机的作业规划设备1101获取测绘无人机1103在所述目标作物区域上飞行时拍摄的多帧图像。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (26)
1.一种喷洒无人机的作业规划方法，其特征在于，包括：
获取目标作物区域的三维空间信息，其中，所述三维空间信息至少包括二维位置和高度，所述目标作物区域中种植多株目标作物；
根据所述三维空间信息确定所述目标作物区域中的多个等高区域，其中，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的所述高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠；
确定每一个等高区域的子航线的航点；
根据每一个等高区域的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取目标作物区域的三维空间信息，包括：
获取测绘无人机在所述目标作物区域上飞行时拍摄的多帧图像；
根据所述多帧图像获取所述目标作物区域的三维空间信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述子航线中航点的高度相同。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述航线中航点的高度是根据三维空间信息中航点的二维位置对应的高度确定的。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，
所述确定每一个等高区域内的子航线的航点，包括：
将每一个等高区域划分成多个单元格区域；
根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置，包括：
根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置生成参考线；
按照预设的采样策略在所述参考线上采集参考点；
将所述参考点的二维位置确定为所述子航线的航点的二维位置。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述单元格区域的尺寸是根据喷洒无人机的机身尺寸或者喷洒范围确定的。
8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物；
确定每一个等高区域内的目标作物；
所述确定每一个等高区域内的子航线的航点，包括：
根据所述每一个等高区域内的目标作物的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述根据所述二维位置确定所述子航线的航点的二维位置，包括：
根据所述二维位置生成参考线；
按照预设的采样策略从所述参考线上采集多个参考点；
将所述多个参考点的二维位置确定为所述子航线的多个航点的二维位置。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物；
确定所述喷洒无人机依次沿所述多个等高区域的航点指示的子航线飞行时喷洒无人机的喷洒覆盖区域；
确定不在所述喷洒覆盖区域内的目标作物；
根据所述目标作物的三维空间信息确定新增航点；
所述根据每一个等高区域内的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点，包括：
根据每一个等高区域内的子航线的航点和所述新增航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物，其中，所述目标作物的二维位置用于指示喷洒无人机在按照所述航点指示的航线飞行时是否执行喷洒操作。
12.根据权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的障碍物，其中，所述障碍物的二维位置用于指示喷洒无人机在按照所述航点指示的航线飞行时是否执行喷洒操作。
13.一种喷洒无人机的作业规划设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序代码；
所述处理器，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于：
获取目标作物区域的三维空间信息，其中，所述三维空间信息至少包括二维位置和高度，所述目标作物区域中种植多株目标作物；
根据所述三维空间信息确定所述目标作物区域中的多个等高区域，其中，每一个等高区域的高度处于一个的高度范围，每一个等高区域的高度所处的所述高度范围与其他等高区域的高度所处的高度范围不重叠；
确定每一个等高区域的子航线的航点；
根据每一个等高区域的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述处理器在获取目标作物区域的三维空间信息时，具体用于：获取测绘无人机在所述目标作物区域上飞行时拍摄的多帧图像；根据所述多帧图像获取所述目标作物区域的三维空间信息。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述子航线中航点的高度相同。
16.根据权利要求13-15任一项所述的设备，其特征在于，所述航线中航点的高度是根据三维空间信息中航点的二维位置对应的高度确定的。
17.根据权利要求13-16任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器在确定每一个等高区域内的子航线的航点时，具体用于：将每一个等高区域划分成多个单元格区域；根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述处理器在根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置时，具体用于：根据所述多个单元格区域的几何中心的二维位置生成参考线；按照预设的采样策略在所述参考线上采集参考点；将所述参考点的二维位置确定为所述子航线的航点的二维位置。
19.根据权利要求17或18所述的设备，其特征在于，所述单元格区域的尺寸是根据喷洒无人机的机身尺寸或者喷洒范围确定的。
20.根据权利要求13-16任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于：根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物；确定每一个等高区域内的目标作物；
所述处理器在确定每一个等高区域内的子航线的航点时，具体用于：根据所述每一个等高区域内的目标作物的二维位置确定所述子航线的航点的二维位置。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述处理器在根据所述二维位置确定所述子航线的航点的二维位置时，具体用于：根据所述二维位置生成参考线；按照预设的采样策略从所述参考线上采集多个参考点；将所述多个参考点的二维位置确定为所述子航线的多个航点的二维位置。
22.根据权利要求13-21任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物，确定所述喷洒无人机依次沿所述多个等高区域的航点指示的子航线飞行时喷洒无人机的喷洒覆盖区域，确定不在所述喷洒覆盖区域内的目标作物，根据所述目标作物的三维空间信息确定新增航点；
所述处理器在根据每一个等高区域内的子航线的航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点时，具体用于：根据每一个等高区域内的子航线的航点和所述新增航点，获取所述目标作物区域内的航线的航点。
23.根据权利要求13-22任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的目标作物，其中，所述目标作物的二维位置用于指示喷洒无人机在按照所述航点指示的航线飞行时是否执行喷洒操作。
24.根据权利要求13-23任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于根据所述三维空间信息运行语义识别算法识别出所述目标作物区域中的障碍物，其中，所述障碍物的二维位置用于指示喷洒无人机在按照所述航点指示的航线飞行时是否执行喷洒操作。
25.一种喷洒无人机的作业规划系统，其特征在于，包括喷洒无人机和如权利要求13-24任一项所述的喷洒无人机的作业规划设备。
26.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序；所述计算机程序在被执行时，实现如权利要求1-12任一项所述的喷洒无人机的作业规划方法。
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