CN112799416B - 航线生成方法、设备和系统、无人作业系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式提供一种航线生成方法、设备和系统、无人作业系统及存储介质，属于无人作业设备领域。所述航线生成方法包括：获取所述无人作业设备的目标作业区域内的离散作业点；获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线；确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性；将与相同作业曲线相关联的多个所述离散作业点连接以生成子作业航线；根据所述子作业航线生成作业航线。通过上述技术方案，可以快速、准确地针对目标作业区域内的离散作业目标规划无人作业设备的作业航线，从而降低用户的工作量并提高工作效率，并且还可以提高无人作业设备对离散作业目标的作业精度和作业效率。

Description

航线生成方法、设备和系统、无人作业系统及存储介质

技术领域

本发明涉及无人作业设备领域，具体地涉及一种航线生成方法、设备和系统、无人作业系统及存储介质。

背景技术

当前在使用无人作业设备对离散的作业点进行作业时，会对离散的作业点逐个测绘，在确定每个作业点的位置后，再由用户确定对于每个作业点的作业顺序，并根据作业顺序生成作业航线。例如，当需要对果树进行作业时，会先通过测绘果树周边的关键点而生成果树位置和大小数据，然后再由用户确定每个果树的作业顺序，最后生成作业航线，使得无人作业设备依次对每个果树进行作业。然而这种方式费时费力，尤其在离散的作业点过多时(例如大面积的果园作业)，需要消耗大量时间规划无人作业设备的航线。

发明内容

为至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施方式的目的是提供一种航线生成方法、设备和系统、无人作业系统及存储介质。

为了实现上述目的，在本发明实施方式的第一方面，提供一种用于无人作业设备离散作业的航线生成方法，所述航线生成方法包括：获取所述无人作业设备的目标作业区域内的离散作业点；获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线；确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性；将与相同作业曲线相关联的多个所述离散作业点连接以生成子作业航线；根据所述子作业航线生成作业航线。

可选地，所述获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线包括：检测用户在用于显示所述目标作业区域的显示区域内的曲线绘制操作；根据所述曲线绘制操作生成所述作业曲线。

可选地，所述获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线包括：检测用户在用于显示所述目标作业区域的显示区域内的不同位置的点击操作；根据所述点击操作的点击位置生成所述作业曲线。

可选地，所述获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线包括：获取用户输入的曲线绘制指令；根据所述曲线绘制指令生成所述作业曲线。

可选地，所述航线生成方法还包括：根据用户输入的一条作业曲线在用于显示所述目标作业区域的显示区域内生成至少一条与该输入的作业曲线平行的作业曲线。

可选地，在所述显示区域内的相邻的所述作业曲线之间的间隔距离相等，其中所述间隔距离根据所述离散作业点的分布情况确定或者由用户输入。

可选地，所述确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性包括：以所述离散作业点为中心生成预定形状；以所述离散作业点为中心逐渐扩张所述预定形状；在所述预定形状的边缘初次触碰到所述作业曲线的情况下，确定该预定形状对应的所述离散作业点与初次触碰到的所述作业曲线相关联。

可选地，所述预定形状为以下一者：圆形、正六边形、正方形和正三角形。

可选地，所述以所述离散作业点为中心逐渐扩张所述预定形状包括：以所述离散作业点为中心逐渐扩张所述预定形状；在扩张后的所述预定形状的预定参数大于预定参数阈值的情况下，停止扩张所述预定形状。

可选地，所述确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性包括：控制所述作业曲线膨胀至预定宽度；确定膨胀后的所述作业曲线的覆盖范围内的所述离散作业点与该作业曲线相关联。

可选地，所述确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性包括：确定所述离散作业点与所述作业曲线在预定方向上的第一距离；在所述第一距离小于第一距离阈值的情况下，确定所述离散作业点与所述作业曲线相关联。

可选地，所述将与相同作业曲线相关联的多个所述离散作业点连接以生成子作业航线包括：在多个所述离散作业点中，将每个所述离散作业点与跟该离散作业点相邻的所述离散作业点进行连接；或将多个所述离散作业点中的每个所述离散作业点按指定走向依次连接，其中所述指定走向为预先设定或根据所述作业曲线的走向确定。

可选地，所述根据所述子作业航线生成作业航线包括：根据多条所述子作业航线的顺序确定每个所述子作业航线的初始离散作业点和终止离散作业点；将顺序相邻的所述子作业航线中顺序在先的所述子作业航线的终止离散作业点与顺序在后的所述子作业航线的初始离散作业点相连，以生成所述作业航线。

可选地，所述顺序包括所述子作业航线的生成顺序或所述子作业航线沿预定方向上的排布顺序。

可选地，所述航线生成方法还包括：确定不属于任意所述子作业航线的孤立离散作业点；确定所述孤立离散作业点与每个所述子作业航线的第二距离；在至少一个所述第二距离小于第二距离阈值的情况下，根据所述第二距离将所述孤立离散作业点并入最近的所述子作业航线。

可选地，所述将所述孤立离散作业点并入最近的所述子作业航线包括：确定所述孤立离散作业点在最近的所述子作业航线上的投影点；去除所述子作业航线上的所述投影点所在的连线；将所述子作业航线上位于所述投影点两侧的所述离散作业点分别与所述孤立离散作业点连接，以生成新的子作业航线。

可选地，所述获取所述无人作业设备的目标作业区域内的离散作业点包括：获取预定区域的地图图像；获取用户针对所述预定区域的地图图像输入的闭合曲线；确定所述闭合曲线内的地图图像为所述目标作业区域的地图图像；识别所述目标作业区域的地图图像内的所述离散作业点。

可选地，所述目标作业区域为果树作业区域，所述离散作业点为果树的中心点。

在本发明实施方式的第二方面，提供一种用于无人作业设备离散作业的航线生成设备，所述航线生成设备包括：通信装置，被配置为接收所述无人作业设备的目标作业区域的信息；人机交互装置，被配置为接收用户的输入并向用户显示信息；以及处理装置，被配置为执行上述的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法。

在本发明实施方式的第三方面，提供一种用于无人作业设备离散作业的航线生成系统，所述航线生成系统包括：测绘设备，被配置为对所述无人作业设备的目标作业区域进行测绘，以生成所述目标作业区域的信息；以及上述的用于无人作业设备离散作业的航线生成设备。

在本发明实施方式的第四方面，提供一种无人作业系统，所述无人作业系统包括：上述的用于无人作业设备离散作业的航线生成设备；以及无人作业设备，被配置为根据所述航线生成设备生成的作业航线进行作业。

在本发明实施方式的第五方面，提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于在被处理器执行时使得所述处理器能够执行上述的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法。

通过上述技术方案，可以快速、准确地针对目标作业区域内的离散作业目标规划无人作业设备的作业航线，从而降低用户的工作量并提高工作效率，并且还可以提高无人作业设备对离散作业目标的作业精度和作业效率。

本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：

图1示例性示出了本发明一种实施方式提供的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法的流程图；

图2示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的用于显示目标作业区域的显示区域的示意图；

图3示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的针对目标作业区域的作业曲线的示意图；

图4A和图4B示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的以离散作业点为中心的预定形状的示意图；

图5示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的膨胀后的作业曲线的示意图；

图6示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的表明离散作业点和作业曲线的距离关系的示意图；

图7示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的子作业航线的示意图；

图8示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的最终的作业航线的示意图；

图9示例性示出了本发明一种可选实施方式提供的孤立离散作业点的示意图；以及

图10示例性示出了本发明一种实施方式提供的用于无人作业设备离散作业的航线生成设备的框图。

附图标记说明

1 果树 2 离散作业点

3 作业曲线 4 子作业航线

21 孤立离散作业点 22 投影点

100 通信装置 200 人机交互装置

300 处理装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明，若本发明实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

图1示例性示出了本发明一种实施方式提供的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供一种用于无人作业设备离散作业的航线生成方法，该航线生成方法可以包括步骤S10至步骤S60，以下结合具体实施方式对每个步骤进行详细说明。

步骤S10，获取无人作业设备的目标作业区域内的离散作业点。

可以理解的是，随着测绘技术的发展，当前已经可以通过测绘设备(例如测绘无人机)对果园等目标作业区域进行飞行拍照，并通过照片拼接等方式获得目标作业区域的高精度的三维地图图像或平面地图图像。用于为无人作业设备规划作业航线的航线生成设备(例如具有人机交互界面的遥控器)可以从测绘设备获取目标作业区域的地图图像，并基于目标作业区域的地图图像进行航线规划。

所述的无人作业设备例如无人机、无人车、作业机器人等。

在航线生成设备获取目标作业区域的地图图像后，可以通过AI(ArtificialIntelligence，人工智能)识别技术对地图图像中的离散作业点进行识别。如图2所示，以果树为例，可以通过测绘无人机对果园进行拍照，以得到果园所在区域的地图图像，无人作业设备的遥控器可以通过通信装置从测绘无人机或后台服务器获取果园的地图图像，并通过AI识别技术对地图图像进行分析，以得到果园中每棵果树1的中心点位置、半径和高度等信息。在地图图像中，每棵果树1的中心点的位置即该地图图像中的离散作业点2的位置。遥控器可以通过自身的人机交互装置(例如触摸显示屏)对目标作业区域的地图图像和离散作业点2进行显示。其中，通过AI识别技术对地图图像进行分析的方法属于现有技术，因此不做赘述。

步骤S20，获取用户针对目标作业区域输入的至少一条作业曲线。

如图3所示，在航线生成设备获取目标作业区域的地图图像后，可以例如通过自身的人机交互装置(例如触摸显示屏)对目标作业区域和离散作业点2进行显示，用户可以根据离散作业点2的位置，通过人机交互装置输入一条或多条针对目标作业区域的作业曲线3，该作业曲线3可以生成在目标作业区域的地图图像上方，以大致规划出无人作业设备的作业航线。

其中，航线生成设备可以通过不同的方式来获取用户输入的作业曲线3。在一种可选实施方式中，人机交互装置例如为触摸显示屏，该触摸显示屏可以用于显示目标作业区域的地图图像，用户可以通过手指或触控笔持续接触触摸显示屏并进行移动，以在触摸显示屏上进行曲线绘制操作。当触摸显示屏在用于显示目标作业区域的显示区域(即目标作业区域的地图图像的显示区域)内检测到曲线绘制操作时，会根据检测到的曲线绘制操作生成对应的作业曲线3。也就是说，触摸显示屏可以按照手指或触控笔在屏幕上的移动轨迹生成对应的作业曲线3。其中，该作业曲线3可以直接显示在目标作业区域的地图图像的上方，也可以不在触摸显示屏上进行显示或仅瞬时显示。

在本发明另一种可选实施方式中，仍以触摸显示屏为例，在触摸显示屏显示目标作业区域的地图图像后，用户还可以通过点击触摸显示屏所显示的目标作业区域的不同位置，以在目标作业区域的地图图像中选择数个位置点，通过将该数个位置点依次连接即可得到用户输入的作业曲线3。也就是说，触摸显示屏可以检测用户在用于显示目标作业区域的显示区域内的不同位置的点击操作，并根据点击操作的点击位置(即位置点)生成作业曲线。其中，在确定全部的位置点后，可以根据用户的点击顺序，依次将各个位置点连接，以生成作业曲线3；或者，也可以根据排布顺序将各个位置点依次连接，以生成作业曲线3。例如，可以将目标作业区域的地图图像中的全部位置点由上至下进行排序，并从最上端的位置点起依次向下连接各个位置点。

在本发明又一种可选实施方式中，人机交互装置可以获取用户输入的曲线绘制指令，并根据该曲线绘制指令生成作业曲线3。具体地，该人机交互装置可以包括显示屏和输入设备，显示屏用于显示目标作业区域的地图图像，输入设备用于输入曲线绘制指令，该曲线绘制指令可以包括绘制步骤和绘制参数等，航线生成设备在接收到该曲线绘制指令后，可以根据绘制步骤和绘制参数在目标作业区域的地图图像的相应位置生成作业曲线3。

需要说明的是，用户可以输入多条曲线3，以大致规划出无人作业设备在不同区域的子作业航线。用户还可以仅输入一条作业曲线3，航线生成设备可以根据用户输入的该作业曲线3在用于显示目标作业区域的显示区域内自动生成至少一条位于其它位置的作业曲线3。例如，如图3所示，用户可以在目标作业区域的地图图像的左侧输入一条作业曲线3，航线生成设备可以根据用户输入的该作业曲线3在用于显示目标作业区域的显示区域内生成三条与该作业曲线3平行的作业曲线3。并且，在显示区域内，彼此相邻的作业曲线3之间的间隔距离相等。其中，该间隔距离可以根据离散作业点的分布情况确定或者由用户输入。例如，可以确定在预定方向上相邻的离散作业点之间的距离，并将确定的各个离散作业点之间的距离的平均值或中间值作为上述间隔距离，其中预定方向可以垂直于作业曲线3的走向，例如当作业曲线3为由上至下的走向时，该预定方向可以为左右方向。此外，还可以通过对不同离散作业点之间的距离进行随机采样，并将随机采样结果的平均值或中间值作为上述间隔距离。

另外，根据用户输入的作业曲线3自动生成的作业曲线3的数量可以由用户预先设定，也可以根据上述间隔距离和目标作业区域的地图图像的尺寸确定，以使得彼此等间隔的作业曲线3能够最大数量地均布于目标作业区域的地图图像中。需要说明的是，由于用户输入的作业曲线3可以是直线，也可以是弯折的曲线，因此在本可选实施方式中，作业曲线3彼此平行可以指两个作业曲线3形状相同，且两个作业曲线3上的对应位置之间的距离相同。

步骤S30，确定离散作业点与作业曲线的关联性。

在生成作业曲线3后，航线生成设备需要确定离散作业点2与作业曲线3之间的关联性。其中，航线生成设备可以通过不同的方式来确定离散作业点2与作业曲线3之间的关联性。

如图4A和图4B所示，在本发明一种可选实施方式中，可以以每个离散作业点2为中心生成预定形状，并以离散作业点2为中心逐渐扩张该预定形状，在预定形状的边缘初次触碰到作业曲线3的情况下，确定该预定形状对应的离散作业点2与初次触碰到的作业曲线3相关联。具体地，可以以每个离散作业点2为中心生成一个预定形状，该预定形状可以为圆形、正六边形、正方形或正三角形等，该预定形状的初始尺寸可以预先设定或根据离散作业点2对应的待作业客体(例如果树)在目标作业区域的地图图像上的投影面积确定。离散作业点2位于该预定形状的中心，当该预定形状为规则形状时，该中心可以指预定形状的几何中心，当该预定形状为不规则形状时，该中心可以指该预定形状沿某一方向上最大长度的中点。在生成预定形状后，可以以离散作业点2为中心逐渐扩张该预定形状，其中扩张方式有多种，例如可以等比例扩张，或者按直径长度(或对角线长度)等距离扩张等。在预定形状的边缘初次触碰到作业曲线3的情况下，确定该预定形状对应的离散作业点2与初次触碰到的作业曲线3相关联。

以果树为例，在确认果树的离散作业点2与作业曲线3之间的关联性时，可以以离散作业点2为中心开始向外做圆，直到圆的边缘碰触到第一个作业曲线3，则可以确定该果树的离散作业点2归属于该作业曲线3，即该果树的离散作业点2与该作业曲线3相关联。

其中，在扩张后的预定形状的预定参数大于预定参数阈值的情况下，可以停止扩张该预定形状。该预定参数可以为扩张比例或扩张尺寸等。例如，当该预定形状为圆形时，可以在扩张后的圆形的半径达到初始圆形半径的10倍的情况下，停止扩张，或者在扩张后的圆形的半径超过一预设长度值的情况下，停止扩张。如果预定形状在停止扩张时，未触碰到任何作业曲线，则将该预定形状对应的离散作业点设置为孤立离散作业点。

如图5所示，在另一种可选实施方式中，可以控制作业曲线3膨胀至预定宽度，并确定膨胀后的作业曲线3的覆盖范围内的离散作业点2与该作业曲线3相关联。具体地，作业曲线3可以朝向一侧膨胀，也可以同时向两侧膨胀。在作业曲线3膨胀至预设宽度后，对于属于作业曲线3覆盖区域内的离散作业点2均归属于该作业曲线3，即与该作业曲线3相关联。

如图6所示，在又一种可选实施方式中，可以确定离散作业点2与作业曲线3在预定方向上的第一距离，并在该第一距离小于第一距离阈值的情况下，确定离散作业点2与作业曲线3关联。其中，该预定方向例如为左右方向。第一距离阈值可以为预设的默认值，也可以根据离散作业点2的分布情况和作业曲线3的间隔距离进行确定。当确定离散作业点2与一作业曲线3在左右方向上的距离d(即第一距离)小于第一距离阈值的情况下，确定该离散作业点2与该作业曲线3相关联。需要说明的是，由于作业曲线3可能不是直线，因此不易通过计算确定离散作业点2与作业曲线3之间的最短距离或垂直距离，因此本实施方式通过计算离散作业点2与作业曲线3在预定方向上的距离来确定离散作业点2与作业曲线3之间的远近关系，以简化计算距离的步骤，提高计算效率。

步骤S40，将与相同作业曲线相关联的多个离散作业点连接以生成子作业航线。

如图7所示，在确定离散作业点2与作业曲线3的关联性后，可以将与相同作业曲线3相关联的多个离散作业点2连接以生成子作业航线4。在对多个离散作业点2进行连接的过程中，可以将多个离散作业点2中的每个离散作业点2与跟该离散作业点2相邻的离散作业点2进行连接，从而得到子作业航线4；或者，也可以将多个离散作业点2中的每个离散作业点2按指定走向(例如由上至下)依次连接，从而得到子作业航线4，其中该指定走向可以预先设定，也可以根据作业曲线3的走向确定，例如该指定走向可以与作业曲线3的走向相同或相反。

步骤S50，根据子作业航线生成作业航线。

如图8所示，在根据多条作业曲线3得到多条子作业航线4的情况下，在子作业航线4生成后，可以将各个子作业航线4彼此连接，以生成最终的作业航线。具体地，可以根据子作业航线4的顺序确定每个子作业航线4的初始离散作业点和终止离散作业点，并将顺序相邻的子作业航线4中顺序在先的子作业航线4的终止离散作业点与顺序在后的子作业航线4的初始离散作业点相连，以生成最终的作业航线。其中，子作业航线4的顺序可以包括子作业航线4的生成顺序或子作业航线4沿预定方向上的排布顺序。

举例来说，如图7和图8所示，在子作业航线4生成后，可以由左至右对各个子作业航线4进行排序。对于排在第一位和第三位的子作业航线4，其最上端的离散作业点2为初始离散作业点，最下端的离散作业点2为终止离散作业点；对于排在第二位和第四位的子作业航线4，其最下端的离散作业点2为初始离散作业点，最上端的离散作业点2为终止离散作业点，如此通过将顺序相邻的子作业航线4中顺序在先的子作业航线4的终止离散作业点与顺序在后的子作业航线4的初始离散作业点相连，可以得到如图8所示的最终的作业航线。

以上作业航线为根据子作业航线4沿预定方向上的排布顺序进行连接得到的，可以理解的是，还可以按子作业航线4的生成顺序进行连接，其中子作业航线4的生成顺序可以指该子作业航线4对应的作业曲线3的生成顺序。如此，当用户手动输入多条作业曲线3时，可以根据用户输入作业曲线3的顺序规划最终的作业航线，从而在规划作业航线的过程中，能够充分考虑用户的主观意愿。

需要说明的是，在确定离散作业点2与作业曲线3的关联性的过程中，有一部分离散作业点2可能无法归属到任何作业曲线3，即有一部分离散作业点2不与任何作业曲线3相关联，因此该部分离散作业点2无法规划至任何子作业航线4。为了描述方便，这部分离散作业点2在以下称为孤立离散作业点。

在本发明可选实施方式中，可以根据离散作业点2与作业曲线3的位置关系确定不属于任意子作业航线4的孤立离散作业点，并确定孤立离散作业点与每个子作业航线4的第二距离，在至少一个第二距离小于第二距离阈值的情况下，根据第二距离将孤立离散作业点并入最近的子作业航线4。也就是说，对于不属于任何子作业航线4的孤立离散作业点，可以计算其与各个子作业航线4之间的距离(即第二距离)，在与至少一个子作业航线4之间的距离小于第二距离阈值时，将该孤立离散作业点并入到距离其最近的子作业航线4中，在该孤立离散作业点与任意子作业航线4的距离均大于第二距离阈值时，则可另行规划航线，或者提醒用户需要对该孤立离散作业点单独作业。其中，由于子作业航线4一般为直线或折线，因此孤立离散作业点与子作业航线4的第二距离可以为该孤立离散作业点到子作业航线4的垂直距离。可选地，该第二距离还可以为孤立离散作业点到子作业航线4上距其最近的离散作业点2的距离或孤立离散作业点与子作业航线4在预定方向上的距离。

进一步地，如图9所示，在需要将孤立离散作业点21并入最近的子作业航线4的情况下，可以首先确定该孤立离散作业点21在最近的子作业航线4上的投影点22，随后去除该子作业航线4上的投影点22所在的连线，其中该连线即不同离散作业点之间的连接线，每条子作业航线4可以由多条连线组成。最后，将子作业航线4上位于投影点22两侧的离散作业点2分别与孤立离散作业点21连接，从而生成新的子作业航线4。如此，在将孤立离散作业点21并入子作业航线4的同时，可以保证新的子作业航线4的长度较短。可以理解的是，还可以通过其他方式将孤立离散作业点21并入最近的子作业航线4，例如还可以将孤立离散作业点21与投影点22连接，以在孤立离散作业点21与投影点22之间形成往复连线，从而生成新的子作业航线4，无人作业设备在移动至投影点22位置后向孤立离散作业点21移动，随后再移动回投影点22，并继续剩余的作业航线。

在本发明一种可选实施方式中，为了获取无人作业设备的目标作业区域的地图图像，航线生成设备可以首先获取包括该目标作业区域的预定区域的地图图像，随后获取用户针对该预定区域的地图图像输入的闭合曲线，其中用户输入闭合曲线的方式与输入作业曲线的方式类似，于此不做赘述。在获取闭合曲线后，可以确定闭合曲线内的地图图像为目标作业区域的地图图像，并识别目标作业区域的地图图像内的离散作业点。

也就是说，用户可以通过在地图图像上通过例如绘制闭合曲线的方式来确定地图图像上需要无人作业设备作业的区域。例如，对于图2所示的果园，无人作业设备可能仅需对其中一部分果树进行作业，因此用户可以将该部分果树所在区域通过闭合曲线圈起来以作为目标作业区域。随后根据用户在该目标作业区域中输入的一条作业曲线3和作业曲线3之间的间隔距离，在航线生成设备的屏幕上显示该作业曲线3和自动生成的平行于该作业曲线3的作业曲线3，并最终根据这些作业曲线3生成无人作业设备的作业航线。

在本发明一种可选实施方式中，目标作业区域可以为果树作业区域，例如果园等。离散作业点2可以为果树的中心点，该中心点即果树在目标作业区域的地图图像平面上投影的中心点。

具体地，当无人作业设备需要对果树进行作业时，可以通过测绘无人机对果园进行拍照，以得到果园所在区域的地图图像。航线生成设备可以获取果树作业区域的地图图像。由于在地图图像中果树是离散分布的，因此在果树作业区域(即果园区域)内产生了无需无人作业设备作业的非作业区域和需要无人作业设备作业的作业区域(即果树所在区域)，因此需要识别地图图像中果树的中心点位置，以便对果树进行作业。由于一般的果树都是按照条垄种植的，因此用户可以根据提示按条垄在航线生成设备的屏幕上绘制作业曲线3。航线生成设备可以根据用户输入的作业曲线3确定各个果树的归属，并将所有属于同一作业曲线3的果树的中心点依次连接以形成一条子作业航线4。最后，将各个子作业航线4首尾相连，以生成最终的作业航线。其中，该无人作业设备可以为植保无人作业设备，该植保无人作业设备可以用于对果树喷洒农药或营养液等。在确定无人作业设备的作业航线后，航线生成设备可以将作业航线发送至植保无人作业设备。植保无人作业设备可以依照该作业航线进行植保作业，其中当植保无人作业设备移动至果树所在区域的上方时，可以采用原地自转方法或螺旋喷洒方法进行喷洒作业，对于果树与果树之间的过渡区域，植保无人作业设备一般关闭喷头直接飞过。

可以理解的是，本发明实施方式中的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法不限于应用于果园等植保作业领域，还可以应用于例如房屋测绘、电力巡检(例如电杆拍摄)等多种领域。

图10示例性示出了本发明一种实施方式提供的用于无人作业设备离散作业的航线生成设备的框图。如图10所示，本发明实施方式还提供一种用于无人作业设备离散作业的航线生成设备，该航线生成设备可以包括通信装置100、人机交互装置200和处理装置300。其中，通信装置100可以与测绘无人机或后台服务器通信，被配置为接收无人作业设备的目标作业区域的信息，该信息可以例如包括目标作业区域的地图图像等。人机交互装置200被配置为接收用户的输入并向用户显示信息，该人机交互装置200可以是触摸显示屏，还可以是显示屏与触摸板的结合，或者还可以是微投影设备与触摸板的结合等。处理装置300可以从通信装置100获取目标作业区域的信息，并被配置为执行上述的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法，该处理装置300可以例如为芯片、单片机、处理器或微控制器等。其中，航线生成设备可以为无人作业设备的地面站或遥控器等。

此外，本发明实施方式还提供一种用于无人作业设备离散作业的航线生成系统，该航线生成系统可以包括测绘设备和上述的航线生成设备。其中，测绘设备被配置为对无人作业设备的目标作业区域进行测绘，以生成目标作业区域的信息，该测绘设备可以为测绘车或测绘无人机等。

另外，本发明实施方式还提供一种无人作业系统，该无人作业系统可以包括上述的航线生成设备和无人作业设备。该无人作业设备可以与通信装置100进行通信以获取作业航线。该无人作业设备被配置为根据航线生成设备生成的作业航线进行作业。在使用时，用户可以在人机交互装置200上操作，航线生成设备根据用户的操作生成无人作业设备的作业航线，并发送至无人作业设备以指导无人作业设备进行作业，整个操作过程简单便捷。其中，该无人作业设备可以为植保无人作业设备、航拍无人作业设备或巡检无人作业设备等。

相应地，本发明实施方式还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于在被处理器执行时使得处理器能够执行上述的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法。

通过本发明上述技术方案，可以快速、准确地针对目标作业区域内的离散作业目标规划无人作业设备的作业航线，从而降低用户的工作量并提高工作效率，并且还可以提高无人作业设备对离散作业目标的作业精度和作业效率。另外，由于本发明上述技术方案基于用户输入的作业曲线进行作业航线的规划，因此在规划无人作业设备的作业航线时，能够充分考虑用户的主观意愿，使得航线规划更加合理。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (19)

1.一种用于无人作业设备离散作业的航线生成方法，其特征在于，所述航线生成方法包括：

无人作业设备获取所述无人作业设备的目标作业区域内的离散作业点；

获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线；

确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性；

将与相同作业曲线相关联的多个所述离散作业点连接以生成子作业航线；

根据所述子作业航线生成作业航线；

所述确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性包括：

以所述离散作业点为中心生成预定形状；

以所述离散作业点为中心逐渐扩张所述预定形状；

在所述预定形状的边缘初次触碰到所述作业曲线的情况下，确定该预定形状对应的所述离散作业点与初次触碰到的所述作业曲线相关联；或

所述确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性包括：

控制所述作业曲线膨胀至预定宽度；

确定膨胀后的所述作业曲线的覆盖范围内的所述离散作业点与该作业曲线相关联；或

所述确定所述离散作业点与所述作业曲线的关联性包括：在所述离散作业点与所述作业曲线在预定方向上的第一距离小于第一距离阈值的情况下，确定所述离散作业点与所述作业曲线相关联。

2.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线包括：

检测用户在用于显示所述目标作业区域的显示区域内的曲线绘制操作；

根据所述曲线绘制操作生成所述作业曲线。

3.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线包括：

检测用户在用于显示所述目标作业区域的显示区域内的不同位置的点击操作；

根据所述点击操作的点击位置生成所述作业曲线。

4.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述获取用户针对所述目标作业区域输入的至少一条作业曲线包括：

获取用户输入的曲线绘制指令；

根据所述曲线绘制指令生成所述作业曲线。

5.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述航线生成方法还包括：

根据用户输入的一条作业曲线在用于显示所述目标作业区域的显示区域内生成至少一条与该输入的作业曲线平行的作业曲线。

6.根据权利要求5所述的航线生成方法，其特征在于，在所述显示区域内的相邻的所述作业曲线之间的间隔距离相等，其中所述间隔距离根据所述离散作业点的分布情况确定或者由用户输入。

7.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述预定形状为以下一者：圆形、正六边形、正方形和正三角形。

8.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述以所述离散作业点为中心逐渐扩张所述预定形状包括：

以所述离散作业点为中心逐渐扩张所述预定形状；

在扩张后的所述预定形状的预定参数大于预定参数阈值的情况下，停止扩张所述预定形状。

9.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述将与相同作业曲线相关联的多个所述离散作业点连接以生成子作业航线包括：

在多个所述离散作业点中，将每个所述离散作业点与跟该离散作业点相邻的所述离散作业点进行连接；或

将多个所述离散作业点中的每个所述离散作业点按指定走向依次连接，其中所述指定走向为预先设定或根据所述作业曲线的走向确定。

10.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述根据所述子作业航线生成作业航线包括：

根据多条所述子作业航线的顺序确定每个所述子作业航线的初始离散作业点和终止离散作业点；

将顺序相邻的所述子作业航线中顺序在先的所述子作业航线的终止离散作业点与顺序在后的所述子作业航线的初始离散作业点相连，以生成所述作业航线。

11.根据权利要求10所述的航线生成方法，其特征在于，所述顺序包括所述子作业航线的生成顺序或所述子作业航线沿预定方向上的排布顺序。

12.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述航线生成方法还包括：

确定不属于任意所述子作业航线的孤立离散作业点；

确定所述孤立离散作业点与每个所述子作业航线的第二距离；

在至少一个所述第二距离小于第二距离阈值的情况下，根据所述第二距离将所述孤立离散作业点并入最近的所述子作业航线。

13.根据权利要求12所述的航线生成方法，其特征在于，所述将所述孤立离散作业点并入最近的所述子作业航线包括：

确定所述孤立离散作业点在最近的所述子作业航线上的投影点；

去除所述子作业航线上的所述投影点所在的连线；

将所述子作业航线上位于所述投影点两侧的所述离散作业点分别与所述孤立离散作业点连接，以生成新的子作业航线。

14.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述获取所述无人作业设备的目标作业区域内的离散作业点包括：

获取预定区域的地图图像；

获取用户针对所述预定区域的地图图像输入的闭合曲线；

确定所述闭合曲线内的地图图像为所述目标作业区域的地图图像；

识别所述目标作业区域的地图图像内的所述离散作业点。

15.根据权利要求1所述的航线生成方法，其特征在于，所述目标作业区域为果树作业区域，所述离散作业点为果树的中心点。

16.一种用于无人作业设备离散作业的航线生成设备，其特征在于，所述航线生成设备包括：

通信装置，被配置为接收所述无人作业设备的目标作业区域的信息；

人机交互装置，被配置为接收用户的输入并向用户显示信息；以及

处理装置，被配置为执行根据权利要求1至15中任意一项权利要求所述的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法。

17.一种用于无人作业设备离散作业的航线生成系统，其特征在于，所述航线生成系统包括：

测绘设备，被配置为对所述无人作业设备的目标作业区域进行测绘，以生成所述目标作业区域的信息；以及

根据权利要求16所述的用于无人作业设备离散作业的航线生成设备。

18.一种无人作业系统，其特征在于，所述无人作业系统包括：

根据权利要求16所述的用于无人作业设备离散作业的航线生成设备；以及

无人作业设备，被配置为根据所述航线生成设备生成的作业航线进行作业。

19.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于在被处理器执行时使得所述处理器能够执行根据权利要求1至15中任意一项权利要求所述的用于无人作业设备离散作业的航线生成方法。