CN112823322A - 航线规划方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种航线规划方法,该方法包括:获取关于地面的地形图,该地形图包括等高线(S101);根据该等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域(S102);根据每个地面作业区域的等高线,规划飞行器在每个地面作业区域的飞行航线(S103)。
Description
技术领域
本申请涉及无人机技术领域,尤其涉及一种航线规划方法、设备及存储介质。
背景技术
目前,在使用植保机作业时,对于梯田类的复杂地形,虽然可以使用测绘无人机进行地形测绘,测绘出梯田的地形图与数字高程模型(Digital Elevation Model,DSM)等中间数据,再将生成的地形图或者数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)当作地图使用,输入给植保机作为地形信息,让植保机基于地形图进行变高仿地飞行。但是由于梯田地块的特殊性,按照传统航线规划方案生成的植保机航线,在变高仿地作业过程中会频繁调整高度,犹如“上下台阶”。这种飞行方式由于频繁地进行高度调节和加减速,将会极大地消耗电池电量,致使植保机的作业效率较低。
发明内容
基于此,本申请提供了一种航线规划方法、设备及存储介质,通过规划合理的飞行航线,以提高飞行器的作业效率。
第一方面,本申请提供了一种飞行器的航线规划方法,所述方法包括:
获取关于地面的地形图,所述地形图包括等高线;
根据所述等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域;
根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线。
第二方面,本申请还提供了一种航线规划装置,所述航线规划装置包括存储器和处理器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器,用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
获取关于地面的地形图,所述地形图包括等高线;
根据所述等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域;
根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线。
第三方面,本申请还提供了一种飞行系统,所述飞行系统包括上述任一项所述航线规划装置和飞行器,所述航线规划装置和所述飞行器通信连接;所述航线规划装置将规划的飞行航线发送至所述飞行器,所述飞行器按照所述飞行航线进行飞行。
第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现上述的航线规划方法。
本申请提出的航线规划方法、设备及存储介质,可以避免飞行器在作业过程中频繁地调整高度,由此节省了电池电量,进而提高了飞行作业的效率。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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是本申请的实施例提供的一种飞行系统的示意图;
图2是本申请的实施例提供的一种数字高程模型的场景示意图;
图3是本申请的实施例提供的一种等高线地形图的示意图;
图4是本申请的实施例提供的一种航线规划方法的示意流程图;
图5是本申请的实施例提供的由等高线确定地面作业区域的效果示意图;
图6是本申请的实施例提供的一种航线覆盖幅度的效果示意图;
图7是本申请的实施例提供的另一种航线覆盖幅度的效果示意图;
图8是本申请的实施例提供的根据等高线生成航线条带的效果示意图;
图9是本申请的实施例提供的由等高线确定地面作业区域的效果示意图;
图10是本申请的实施例提供的根据等高线生成航线条带的效果示意图;
图11是本申请的实施例提供的由等高线确定一层梯田的效果示意图;
图12是本申请的实施例提供的在一层梯田内生成航线条带的效果示意图;
图13是本申请的实施例提供的根据航线条带生成飞行航线的效果示意图;
图14是本申请的实施例提供的确定作业航点的效果示意图;
图15是本申请的实施例提供的根据作业航点生成飞行航线的效果示意图;
图16是本申请的实施例提供的一种确定作业航点的效果示意图;
图17是本申请的实施例提供的另一种根据作业航点生成飞行航线的效果示意图;
图18是本申请的实施例提供的确定属于地面作业区域内的作业航点的效果示意图;
图19是本申请的实施例提供的确定属于地面作业区域内的作业航点的效果示意图;
图20a至图20c是本申请的实施例提供的梯田的形状属性信息的示意图;
图21至图24是本申请的实施例提供的生成飞行航线的效果示意图;
图25a至图25c是本申请的实施例提供的具有不同形状属性信息的梯田的飞行航线的效果示意图;
图26是本申请的实施例提供的生成飞行缓冲区的效果示意图;
图27是本申请的实施例提供的一种航线规划装置的示意性框图。
具体实施方式
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做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。
附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
本申请的实施例提供了一种航线规划方法、航线规划装置、飞行系统及存储介质,使得飞行器在按照规划飞行航线飞行时,可以节省电池电量,并提高飞行作业效率。
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。
请参阅图1,图1为本申请的实施例提供的一种飞行系统。该飞行系统包括控制终端和飞行器,控制终端用于控制飞行器的飞行或执行相应的作业动作,比如拍摄、喷洒等等。
飞行器包括无人机,该无人机包括旋翼型无人机,例如四旋翼无人机、六旋翼无人机、八旋翼无人机,也可以是固定翼无人机,还可以是旋翼型与固定翼无人机的组合,在此不作限定。
示例性的,控制终端包括遥控器、地面控制平台、手机、平板电脑、笔记本电脑和PC电脑等,在此不作限定。
无人机可以包括动力系统、飞控系统和机架。无人机可以与控制终端进行无线通信,该控制终端可以获取并显示无人机的飞行信息等。该控制终端可以通过无线方式与无人机进行通信,用于对无人机进行远程操纵,以及制定飞行航线发送给无人机,以使无人机按照该飞行航线飞行。
其中,机架包括机身和脚架(也称为起落架)。机身可以包括机身本体以及与机身本体连接的一个或多个机臂,一个或多个机臂呈辐射状从中心架延伸出。脚架与机身连接,用于在无人机着陆时起支撑作用。
动力系统可以包括一个或多个电子调速器(简称为电调)、一个或多个螺旋桨以及与一个或多个螺旋桨相对应的一个或多个电机,其中电机连接在电子调速器与螺旋桨之间,电机和螺旋桨设置在无人机的机臂上;电子调速器用于接收飞控系统产生的驱动信号,并根据驱动信号提供驱动电流给电机,以控制电机的转速。电机用于驱动螺旋桨旋转,从而为无人机的飞行提供动力,该动力使得无人机能够实现一个或多个自由度的运动。
在某些实施例中,无人机可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如,上述旋转轴可以包括横滚轴、偏航轴和俯仰轴。应理解,电机可以是直流电机,也可以交流电机。另外,电机可以是无刷电机,也可以是有刷电机。
飞控系统可以包括飞行控制器和传感系统。传感系统用于测量无人飞行器的姿态信息,即无人机在空间的位置信息和状态信息,例如,三维位置、三维角度、三维速度、三维加速度和三维角速度等。传感系统例如可以包括陀螺仪、超声传感器、电子罗盘、惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)、视觉传感器、全球导航卫星系统和气压计等传感器中的至少一种。例如,全球导航卫星系统可以是全球定位系统(Global PositioningSystem,GPS)。
飞行控制器用于控制无人机的飞行,例如,可以根据传感系统测量的姿态信息控制无人机的飞行。应理解,飞行控制器可以按照预先编好的程序指令对无人机进行控制,也可以通过响应来自控制终端的一个或多个控制指令对无人机进行控制。
无人机还搭载有雷达,该雷达用于实现对地形信息进行勘测的功能。示例性的,雷达可以搭载在无人机的其中一个脚架上。无人机通过雷达进行仿地飞行。
雷达主要包括射频前端模块和信号处理模块,射频前端模块包括一个发射天线和一个接收天线,信号处理模块负责产生调制信号以及对采集的中频信号进行处理分析。
具体地,射频前端模块接收到调制信号产生频率随调制信号线性变化的高频信号,通过发射天线向下辐射,电磁波遇到地面、目标物或障碍物被反射回来,再被接收天线接收,发射信号与中频进行混频得到中频信号,根据中频信号的频率就可得到速度信息和距离信息。
无人机上还搭载有拍摄装置,比如相机,该拍摄装置可通过云台设置在无人机的机身上,用于拍摄地面图像、或者进行地形测绘。
比如,使用测绘无人机,从多个角度覆盖拍摄地形的多张照片,并记录拍摄的位姿和GPS位置信息,再使用重建技术(Structure frommotion,SFM),从而生成三维模型或者数字高程模型DSM。如图2所示,为梯田的数字高程模型DSM。
根据数字高程模型DSM生成的等高线地形图,如图3所示,为梯田的等高线地形图,该等高线地形图包括多条位于不同高度范围的等高线,不同的等高线用于限定不同层的梯田。
无人机上还搭载有喷洒装置和/或播撒装置,以实现对地面进行播种,或者对地面农作物的进喷洒作业等。比如,对某一梯田进行播种,或者喷洒农业化肥的作业。
对于梯田类这种复杂地形,虽然可以使用测绘无人机进行地形测绘,测绘出梯田的地形图,再将根据测绘的地形图生成的DSM,传送给植保机作为地形信息,让植保机基于地形信息进行变高仿地飞行进行作业。但是,由于梯田地块的特殊性,按照传统航线规划方案生成的飞行航线,在变高仿地作业过程中会频繁调整高度,犹如“上下台阶”,这种飞行方式由于反复进行高度调节和加减速,将会极大地消耗电池电量,导致作业效率较低。
为此,本申请的实施例提供了一种飞行器的航线规划方法,以解决上述电量消耗快以及作业效率低的问题。
以下将基于图1中的飞行控制系统对本申请提供的飞行器的航线规划方法进行介绍,但图1对应方式并不构成对本申请提供的飞行控制系统的限定。
示例性的,控制终端执行本申请实施例提供的任意一种针对类梯田的航线规划方法,得到飞行航线,并将得到的飞行航线发送给飞行器,以使得飞行器能够按照规划的飞行航线飞行。可避免飞行器频繁地调整高度,节省电池电量,进而提高了飞行器的作业效率。
请参阅图4,图4是本申请实施例提供的一种飞行器的航线规划方法的步骤示意流程图。该航线规划方法针对类梯田的地形进行航线规划,以提高无人机的作业效率。
需要说明的是,以下将梯田为例对本申请提供航线规划方法进行介绍,但可以理解的是,该航线规划方法也适合其他类梯田的地形。
如图4所示,该航线规划方法包括步骤S101至步骤S103。
S101、获取关于地面的地形图,所述地形图包括等高线;
S102、根据所述等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域;
S103、根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线。
在无人机需要对某一块地面进行作业时,可以获取关于地面的地形图,其中该地形图包括等高线,该地形图包括但不限定等高线地形图。
在一些实施例中,获取关于地面的地形图,具体为:获取关于地面的数字高程模型;基于所述数字高程模型生成所述地面的等高线地形图。由此,可以得到更为准确的等高线。
比如,获取测绘无人机对该地面进行测绘时采集的测绘照片,根据测绘照片关于该地面的数字高程模型,再根据该地面的数字高程模型生成该地面的等高线地形图,该等高线地形图中包括具有不同高度范围的等高线,具体如图3所示。
因为地形图中的等高线代表着不同的高度范围,由此可以根据所述等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域。
示例性的,如图5所示,该地形图中包括四条等高线,分别为等高线C1、等高线C2、等高线C3和等高线C4,其中等高线C1、等高线C2、等高线C3和等高线C4对应的高度范围依次减小。根据所述等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域,具体地在图5中,由等高线C1和等高线C2确定地面作业区域S1,由等高线C2和等高线C3确定地面作业区域S2,由等高线C3和等高线C4确定地面作业区域S3,以及由等高线C4围成地面作业区域S4。
在一些实施例中,根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线,具体为:获取所述飞行器作业时的航线覆盖幅度;基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,所述多条航线条带完全覆盖所述地面作业区域;根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
示例性的,若所述飞行器的作业为喷洒作业时,航线覆盖幅度为喷幅宽度;若所述飞行器的作业为拍摄作业时,航线覆盖幅度为拍摄装置的视场角,所述拍摄装置设置在所述飞行器上。
其中,该喷幅宽度是飞行器飞行在特定高度时沿着飞行方向在地面上对应的喷幅覆盖宽度。具体如图6所示,特定高度为H1,喷幅覆盖宽度为W1,该W1即为航线覆盖幅度。
需要说明的是,在图6中,仅示例了两个喷嘴,喷幅覆盖宽度W1为两个喷嘴所覆盖的宽度,当然也可以是一个喷嘴,或者更多个喷嘴的情况,当无人机包括更多个喷嘴时,喷幅覆盖宽度W1为多个喷嘴所覆盖的宽度。
其中,航线覆盖幅度为拍摄装置的视场角,具体为拍摄装置的视场角在地面对应的宽度,具体如图7所示,为拍摄装置的视场角a在无人机飞行高度为H2在地面对应的宽度,航线覆盖幅度具体为W2。
基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,具体可以参照每个所述地面作业区域的等高线,按照所述航线覆盖幅度将每个所述地面作业区域划分为多条航线条带,直至所述多条航线条带完全覆盖所述地面作业区域。由此,可以确保飞行器按照规划的飞行航线飞行作业时,可以完全覆盖该地面作业区域,进而提高了作业的覆盖率。
比如,如图8所示,参照地面作业区域S1的等高线C1,按照航线覆盖幅度W1将地面作业区域S1划分为三个航线条带,分别为航线条带S11、航线条带S12和航线条带S13,航线条带S11、航线条带S12和航线条带S13三个条带可以完全覆盖地面作业区域S1。
在一些实施例中,基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,具体为:基于每个所述地面作业区域中位于第一高度范围内的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成位于所述第一高度范围内的至少一航线条带,所述至少一航线条带完全覆盖所述第一高度范围内对应的地面作业区域。
由于每个地面作业区域由至少两条位于不同高度范围内的等高线确定,其中一条等高线与该地面作业区域的高度相同,因此第一高度范围为与该地面作业区域的高度相同的等高线对应的高度范围,由此基于所述地面作业区域中位于第一高度范围内的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成位于所述第一高度范围内的航线条带。可以过滤一些不在该第一高度范围内的位置,以便飞行器按照在按照规划的航线飞行时,不用调整高度,进而节省电量,提高了飞行作业效率。
具体地,如图9所示,等高线C5和等高线C6确定的地面作业区域S5,其中,等高线C5和等高线C6的高度范围不相同,并且等高线C6为与地面作业区域S5的高度相同的等高线,第一高度范围为等高线C6的高度范围。C5’为等高线C5在地面作业区域S5中的投影。
其中,过滤一些不在该第一高度范围内的位置,比如过滤一些凸起位置或者凹陷位置,具体某一些凸起位置和凹陷位置可能不在第一高度范围内,因此在生成航线条带时可以进行规避掉。
在一些实施例中,每条航线条带对应一条飞行航线,以使飞行器按照该飞行航线飞行时,可以完成覆盖该条带,进而实现覆盖整个地面作业区域。
在一些实施例中,所述地面包括梯田,所述关于地面的地形图中的等高线用于确定每层梯田,每层梯田对应一个作业地面区域。比如,图5中的地面作业区域S1、地面作业区域S2、地面作业区域S3和地面作业区域S4分别对应第一层梯田、第二层梯田、第三层梯田和第四层梯田。
其中,所述每层梯田的等高线包括用于描述所述每层梯田的内边界的第一等高线和用于描述所述每层梯田的外边界的第二等高线。比如,第一层梯田的第一等高线和第二等高线分别为等高线C1和等高线C2。
相应地,基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,包括:以所述第一等高线为基准,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带;或以所述第二等高线为基准,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带;生成的多条航线条带可以完成覆盖该层梯田。
比如,对于地面作业区域S1,其等高线包括第一等高线C1和第二等高线C2。由此,能够以第一等高线C1为基准,根据所述航线覆盖幅度生成地面作业区域S1的多条航线条带。具体如图8所示,以第一等高线C1为基准,根据航线覆盖幅度W1生成地面作业区域S1的多条航线条带,分别为航线条带S11、航线条带S12和航线条带S13。
再比如,对于地面作业区域S1,其等高线包括第一等高线C1和第二等高线C2。由此,可以第二等高线C2为基准,根据所述航线覆盖幅度生成地面作业区域S1的多条航线条带。具体如图10所示,以第二等高线C2为基准,根据航线覆盖幅度W1生成地面作业区域S1的多条航线条带,分别为航线条带S11’、航线条带S12’和航线条带S13’。
在生成多条航线条带后,在每一条航线条带内生成一条飞行航线,所述飞行航线中的部分航线与所述等高线形状相似。比如,所述飞行航线中的部分航线与所述等高线形状相同。
示例性的,如图11至图12所示,在图11中由两条等高线,即等高线n1和等高线n2确定的第n层梯田,并假设等高线n1对应的高度范围大于等高线n2对应的高度范围。在图12中,以第n层梯田的等高线n1为基准,根据航线覆盖幅度生成三条航线条带,分别为航线条带1、航线条带2和航线条带3,三条航线条带可以完成覆盖该第n层梯田。
需要说明的是,如果三条航线条带无法完全覆盖该第n层梯田,则需要生成更多的条带。当然也可以用第n层梯田的等高线n2为基准,根据航线覆盖幅度生成多条航线条带,以能够完全覆盖该第n层梯田为准。
在图13中,在每一条航线条带内生成一条子航线,比如为分别位于航线条带1、航线条带2和航线条带3的子航线1、子航线2和子航线3。
示例性的,若飞行器的作业为喷洒作业时,所述方法还包括:确定超出所述飞行航线所在的航线条带的部分航线,将所述部分航线设置为不作业航线,其中,所述飞行器在所述不作业航线飞行时不进行喷洒,超出所述航线条带的部分航线为不位于该地面作业区域内的航线。
比如,如图13所示,子航线3中有部分航线是位于由等高线n2确定的地面作业区域内,即不位于第n层梯田的部分航线,该部分航线即为不作业航线,所述飞行器在所述不作业航线飞行时不进行喷洒。
飞行器可以是农业植保机,比如农业植保机用于对梯田中种植的果树进行喷洒作业,果树一般是间隔种植的,由于喷洒作业只需要对果树进行喷洒,因此该航线规划方法还提供了一种“果树单株模式”,以便只对梯田中的果树进行喷洒。当然,梯田也有可能不是种植果树,而是其他大面积农作物,不需要使用“果树单株模式”。
在一些实施例中,为了快速准确地生成地面作业区域内的飞行航线,根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,具体为:在所述每条航线条带内生成多个作业航点;确定属于所述地面作业区域内的作业航点;根据所述属于所述地面作业区域内的作业航点生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
在一些实施例中,在所述每条航线条带内生成多个作业航点,具体包括:获取所述飞行器的作业频率以及所述作业频率对应的飞行距离;根据所述飞行器的作业频率以及所述作业频率对应的飞行距离在所述每条航线条带内生成多个作业航点,在同一条带内的所述多个作业航点的间隔距离相同。
作业频率可以为一段时间作业一次,比如喷洒频率、拍照频率等。示例性的,比如飞行器的作业频率设置为间隔1秒钟喷洒一次,而飞行器的飞行速度5m/s,则作业频率对应的飞行距离为5m。
比如,如图14所示,图14为根据飞行器的作业频率以及作业频率对应的飞行距离在每条航线条带内生成多个作业航点,在航线条带1、航线条带2和航线条带3内均生成了多个作业航点。且在同一条带内的所述多个作业航点的间隔距离相同,即间隔距离均为飞行距离,比如5m。
其中,在所述每条航线条带内生成多个作业航点之后,则可以连接每个航线条带内的多个作业航点,进而形成在该层梯田内的飞行航线,具体如图15所示。
在一些实施例中,在所述每条航线条带内生成多个作业航点,包括:若检测到用户选择了目标点作业模式,根据所述等高线地图对应的数字高程模型确定位于所述每条航线条带内多个目标点,得到所述多个作业航点,所述目标点为需要进行作业的点。
其中,目标点作业模式比如为“果树单株模式”,每一个目标点对应一棵果树,当然也可以对应其他目标物。根据所述等高线地图对应的数字高程模型确定位于所述每条航线条带内每棵果树,由此得到多个作业航点。
比如,如图16所示,每个航线条带内的点代表一棵果树,由于果树种植的原因以及后期成长,可能会缺苗或者死掉等原因,导致每个航线条带内的点并不会像图14中作业航点那么规则。在图16中,每棵果树表示一个作业航点。
其中,在所述每条航线条带内生成多个作业航点之后,则可以连接每个航线条带内的多个作业航点,即可以依次连接每棵果树,进而形成在该层梯田内的飞行航线,具体如图17所示。
在一些实施例中,确定属于所述地面作业区域内的作业航点,具体为:根据所述地面作业区域的等高线确定属于所述地面作业区域内的作业航点。
比如利用图像识别技术确定作业航点是否位于等高线确定的地面作业区域内。如图18所示,航点1至航点10均不在由等高线n1和等高线n2围成的梯田内,由此可以确定航点1至航点10不属于所述地面作业区域内的作业航点,而其他的航点在所述地面作业区域内。
在另一些实施方式中,确定属于所述地面作业区域内的作业航点,还可以根据所述地面作业区域的等高线位置、作业航点的位置和作业航点的高度确定属于所述地面作业区域内的作业航点。其中,所述地面作业区域的等高线位置为围成该地面作业区域的等高线对应的位置。
具体地,确定作业航点的位置是否在地面作业区域的等高线位置内,且作业航点的高度还在所述地面作业区域的高度范围内。由此,可以更为准确地确定哪些航点是属于对应的地面作业区域的。
示例性的,如图19所示,等高线C5和等高线C6确定的地面作业区域S5,其中,等高线C5和等高线C6的高度范围不相同,并且等高线C6为与地面作业区域S5的高度相同的等高线,用于确定地面作业区域S5的高度范围,即可以将等高线C6的高度范围作为地面作业区域S5的高度范围,表示为h6,比如h6对应的海拔高度为1000-1004m。等高线C5对应的高度范围表示为h5,其中h5对应的高度范围大于h6对应的高度范围,比如h6对应的海拔高度为1010-1014m。由图19可以确定,航点N1、航点M2和航点M3的位置均位于在地面作业区域S5的等高线位置内,该等高线位置为等高线C5和等高线C6之间位置,可以理解为地理位置,具体可以为经度信息和纬度信息;而航点M1不在地面作业区域S5的等高线位置,由此可以确定航点M1不属于地面作业区域S5内的作业航点。
而对应于航点N1、航点M2和航点M3的位置均位于在地面作业区域S5的等高线位置内,但是航点M2和航点M3的高度分别为h7和h8,其中h7小于h6,h8大于h6,即表示航点M2可能是凹坑内的点,航点M2可能是凸台上的点,航点M2和航点M3的高度并不在地面作业区域S5的高度范围内,由此确定航点M2和航点M3也是不属于地面作业区域S5的作业航点,只有航点N1是属于地面作业区域S5的作业航点。
对于不属于地面作业区域内的作业航点,在生成飞行航线时,对应的飞行航线为不作业航线,如图15所示的不作业航线,即飞行器在该航线段内飞行时不进行作业。
由于梯田的地貌的特殊性,不仅在于每层梯田的等高范围不同,其形状也会出现一些不规则的,为此给航线规划带来了难度。
为此,在本申请的实施例中,在航线规划之前,还可以提取所述地形图中等高线的等高线特征,所述等高线特征用于描述所述每层梯田的等高线的形状;根据所述等高线特征确定所述梯田的形状属性信息,所述形状属性信息用于描述梯田的形状,可以描述梯田的整体形状,也可以是指每层梯田的形状。
在一些实施例中,所述形状属性信息包括:环形属性和/或非环形属性;所述环形属性包括:规则的环形属性和/或非规则的环形属性;所述非环形属性包括:与上一层梯田组成条带状属性和/或包括部分重建等高线的条带状属性。
示例性的,环形属性如图20a所示,在图20a中,4层梯田均是环形结构,即1层梯田、2层梯田、3层梯田和4层梯田。其中,规则的环形属性包括大致呈椭圆形状或圆形等,比如3层梯田和4层梯田;非规则的环形属性包括凸起部或者凹陷部的环形形状,比如1层梯田和2层梯田。
示例性的,非环形属性如图20b和图20c所示。图20b为与上一层梯田组成条带状属性,2层梯田与1层梯田组成的条带状结构;图20c为包括部分重建等高线的条带状属性。
在一些实施例中,若所述形状属性信息为环形属性;所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,具体为根据每个所述航线条带在所述地面作业区域内生成多个子航线,所述多个子航线包括多个起点和多个终点;按照所述多个子航线位置的排列顺序,连接所述多个子航线中的一个子航线的终点与所述子航线相邻的子航线的起点,以得到所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
示例性的,如图21所示,在地面作业区域内生成三条子航线,分别为子航线1、子航线2和子航线3,当然也可以包括更多条子航线,每条子航线包括起点和终点,起点和终点间隔作业频率对应的飞行距离。按照多个子航线位置的排列顺序,比如子航线1、子航线2和子航线3的排列顺序,连接所述多个子航线中的一个子航线的终点与所述子航线相邻的子航线的起点,以得到所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,具体如图21所示,或者如图22所示。
在一些实施例中,在规划航线时,不仅要考虑到梯田的形状属性信息,还考虑作业时是从上层梯田往下层梯田飞行,还是从下层梯田往上层梯田飞行。
具体地,设置飞行器作业时的作业起飞点,比如可以所述作业起飞点位于所述梯田的最高层梯田,或者所述作业起飞点位于所述梯田的最低层梯田。所述作业起飞点位于所述梯田的最高层梯田,即为从上层梯田往下层梯田飞行作业;所述作业起飞点位于所述梯田的最低层梯田,即为从下层梯田往上层梯田飞行作业。
示例性的,若是飞行器从上层梯田往下层梯田飞行,对于位于与本层梯田相邻的梯田内的航线段,相邻的梯田的高度范围低于本层梯田的高度范围,具体如图22中1层梯田和2层梯田,2层梯田的高度范围小于1层梯田的高度范围,该航线段如图22中两段不作业航线。对于这两段不作业航线,在规划飞行航线时可以规定飞行器按照该规划的飞行航线飞行,但在不作业航线飞行时不进行作业,比如喷洒或拍照等等。
示例性的,若是飞行器从下层梯田往上层梯田飞行,对于位于与本层梯田相邻的梯田内的航线段,相邻的梯田的高度范围高于本层梯田的高度范围,具体如图23中1层梯田和2层梯田,2层梯田的高度范围大于1层梯田的高度范围,该航线段如图23中两段不作业航线。对于这两段不作业航线,在规划飞行航线时绕过这两条线段,在快到达该不作业航线时,规定飞行器沿与不作业航线相邻的子航线飞行,如在图23中的重叠航线飞行,重叠航线可以确保飞行器不会碰到2层梯田造成坠机,同时在又可以绕过不作业航线,且规定飞行器在重叠航线飞行时不进行作业,比如喷洒或拍照等等。
在一些实施例中,若所述形状属性信息为环形属性;在所述航线条带内包括第一标记点和第二标记点,所述第一标记点和所述第二标记点的位置不同。
相应地,所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,具体为:以第一标记点为第一起点,生成与等高线形状相似的第一部分飞行航线,其中当预测所述第一部分飞行航线将与所述第一起点相交时,中止继续生成与等高线形状相似的所述第一部分航线;生成第二部分航线,其中所述第二部分航线包括所述第一部分航线的终点和所述第二标记点;以所述第二标记点为第二起点,生成与等高线形状相似的第三部分飞行航线;其中,所述第一起点为所述第一部分航线的起点,所述第二起点为第三部分航线的起点。
示例性的,如图24所示,第一部分航线、第二部分航线和第三部分航线分别表示第一部分飞行航线、第二部分飞行航线和第三部分飞行航线。在环形属性的梯田内的航线条带内设置第一标记点和第二标记点,以第一标记点为第一起点生成与等高线的形状相似的第一部分航线,其中该第一部分飞行航线与等高线n1形状相似,当然也可以与等高线n2的形状相似;当预测所述第一部分飞行航线将与所述第一起点相交时,具体可以在与第一起点相距作业频率对应的飞行距离时中止。该这种方式由此可以快速地得到每个地面作业区域内的飞行航线。
在得到每个地面作业区域内的飞行航线,将彼此相邻的地面作业区域内的飞行航线连接,得到关于地面的飞行航线,比如针对某一块梯田的飞行航线。若是在终端设备中生成的飞行航线,在生成飞行航线后将所述飞行航线发送至飞行器,以使所述飞行器按照所述飞行航线飞行。
在一些实施例中,为了得到更为合理的飞行航线,节省飞行器的电池电量以及提高作业效率。还可以根据所述梯田的形状属性信息,确定所述每层梯田与相邻层梯田的地面作业区域的飞行航线的航线连接点;其中,在所述航线连接点处,所述飞行器需要根据所述等高线调整飞行高度,即表示飞行器完成本层梯田飞行作业,需要对相邻层梯田进行作业。
其中,所述航线连接点包括下台阶点和上台阶点,所述下台阶点为从上层梯田至下层梯田的连接点,所述上台阶点为从下层梯田至上层梯田的连接点。
规划后飞行航线如图25a至图25c所示,若飞行器按照规划的飞行航线飞行并作业,可以快速完成每层梯田的飞行作业后进行下一层梯田进行作业,由此避免频繁地进行高度调节和加减速,最大程度地节省电池电量,进而提高了飞行器的作业效率。如图25b和图25c所示,若部分航线设置为不作业航线(图示为虚线),其中,所述飞行器在不作业航线飞行时不进行作业(例如,喷洒,播撒,或者拍照),不作业航线为超出所述航线条带的部分航线,即所述不作业航线为不位于该地面作业区域内的航线。
由于类梯田的地形特殊性,在飞行器飞行的过程中,极有可能与梯田山体发生碰撞,导致飞行器坠毁,为了防止与梯田山体发生刮蹭。所述航线规划方法还包括:根据所述等高线确定每层梯田的内边界线;根据所述每层梯田的内边界线生成飞行缓冲区,所述飞行缓冲区为飞行器不进行作业的区域。该飞行缓冲区可由用户设定,用户设定以“山体边界线(内边界线)”向外一定宽度生成飞行缓冲区,飞行缓冲区内设定为飞机不进行作业的区域,由此确保了飞行器的飞行安全。
具体地,获取限飞距离,根据所述每层梯田的内边界线和所述限飞距离生成飞行缓冲区。限飞距离表示以内边界线向外延伸的一段距离,可以由用户根据梯田的地形进行设定。
示例性的,如图26所示,限飞距离为设置为Wh,内边界线为C5’,内边界线为C5’表示山体的边界线,以内边界线为C5’向外延伸Wh(例如,延伸Wh米)形成飞行缓冲区,飞行缓冲区内设定为飞机不进行飞行作业的区域,由此提高了飞行器飞行的安全性。
在一些实施例中,还可以根据所述数字高程模型和/或等高线地形图生成所述关于地面的地形图,并将所述关于地面的地形图和所述飞行航线发送至飞行器。以使飞行器在接收到飞行航线和地形图时,按照该飞行航线飞行作业,或者按照该飞行航线根据该地形图进行仿地飞行,由此节省电池电量,提高了飞行器的作业效率。
请参阅图27,图27是本申请一实施例提供的一种航线规划装置的示意性框图。该航线规划装置500包括处理器501、存储器502和显示器503,显示器503和存储器502通过总线与处理器501连接,比如为I2C(Inter-integrated Circuit)总线。
具体地,处理器501可以是微控制单元(Micro-controller Unit,MCU)、中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)或数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)等。
具体地,存储器502可以是Flash芯片、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)磁盘、光盘、U盘或移动硬盘等。
具体地,显示器503用于显示对应内容,比如地形图、等高线地形图会规划的飞行航线等,该显示器303可以为触摸显示屏。
其中,所述处理器用于运行存储在存储器中的计算机程序,并在执行所述计算机程序时实现如本申请实施例提供的任意一种航线规划方法。
示例性的,所述处理器用于运行存储在存储器中的计算机程序,并在执行所述计算机程序时实现如下步骤:
获取关于地面的地形图,所述地形图包括等高线;根据所述等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域;根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线。
在一些实施例中,所述处理器实现所述获取关于地面的地形图,包括:
获取关于地面的数字高程模型;基于所述数字高程模型生成所述地面的等高线地形图。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据所述数字高程模型和/或等高线地形图生成所述关于地面的地形图,并将所述关于地面的地形图和所述飞行航线发送至飞行器。
在一些实施例中,所述飞行航线中的部分航线与所述等高线形状相似。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线,包括:
获取所述飞行器作业时的航线覆盖幅度;基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,所述多条航线条带完全覆盖所述地面作业区域;根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
在一些实施例中,所述处理器实现所述基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,包括:
基于每个所述地面作业区域中位于第一高度范围内的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成位于所述第一高度范围内的航线条带,所述航线条带完全覆盖所述第一高度范围内对应的地面作业区域。
在一些实施例中,若所述飞行器的作业为喷洒作业时,所述航线覆盖幅度包括喷幅宽度;若所述飞行器的作业为拍摄作业时,所述航线覆盖幅度包括拍摄装置的视场角,所述拍摄装置设置在所述飞行器上。
在一些实施例中,若所述飞行器的作业为喷洒作业时,所述处理器还实现:
确定超出所述飞行航线所在的航线条带的部分航线,将所述部分航线设置为不作业航线,其中,所述飞行器在所述不作业航线飞行时不进行喷洒,超出所述航线条带的部分航线为不位于该地面作业区域内的航线。
在一些实施例中,每条航线条带对应一条飞行航线。
在一些实施例中,所述地面包括梯田,所述地形图中的等高线用于确定每层梯田,每层梯田对应一个作业地面区域。
在一些实施例中,所述每层梯田的等高线包括用于描述所述每层梯田的内边界的第一等高线和用于描述所述每层梯田的外边界的第二等高线;
所述处理器实现所述基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,包括:
以所述第一等高线为基准,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带;或以所述第二等高线为基准,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
在所述每条航线条带内生成多个作业航点;确定属于所述地面作业区域内的作业航点;根据所述属于所述地面作业区域内的作业航点生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
在一些实施例中,所述处理器实现所述在所述每条航线条带内生成多个作业航点,包括:
获取所述飞行器的作业频率以及所述作业频率对应的飞行距离;根据所述飞行器的作业频率以及所述作业频率对应的飞行距离在所述每条航线条带内生成多个作业航点,在同一条带内的所述多个作业航点的间隔距离相同。
在一些实施例中,所述处理器实现在所述每条航线条带内生成多个作业航点,包括:
若检测到用户选择了目标点作业模式,根据所述等高线地图对应的数字高程模型确定位于所述每条航线条带内多个目标点,得到所述多个作业航点,所述目标点为需要进行作业的点。
在一些实施例中,所述处理器实现所述确定属于所述地面作业区域内的作业航点,包括:
根据所述地面作业区域的等高线确定属于所述地面作业区域内的作业航点。
在一些实施例中,所述处理器实现所述确定属于所述地面作业区域内的作业航点,包括:
根据所述地面作业区域的等高线位置、作业航点的位置和作业航点的高度确定属于所述地面作业区域内的作业航点。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
提取所述地形图中等高线的等高线特征,所述等高线特征用于描述所述每层梯田的等高线的形状;根据所述等高线特征确定所述梯田的形状属性信息,所述形状属性信息用于描述梯田的形状。
在一些实施例中,所述形状属性信息包括:环形属性和/或非环形属性;所述环形属性包括:规则的环形属性和/或非规则的环形属性;所述非环形属性包括:与上一层梯田组成条带状属性和/或包括部分重建等高线的条带状属性。
在一些实施例中,若所述形状属性信息为环形属性;在所述航线条带内包括第一标记点和第二标记点,所述第一标记点和所述第二标记点的位置不同;
所述处理器实现所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
以所述第一标记点为第一起点,生成与等高线形状相似的第一部分飞行航线,其中当预测所述第一部分飞行航线将与所述第一起点相交时,中止继续生成与等高线形状相似的所述第一部分航线;生成第二部分航线,其中所述第二部分航线包括所述第一部分航线的终点和所述第二标记点;以所述第二标记点为第二起点,生成与等高线形状相似的第三部分飞行航线;
其中,所述第一起点为所述第一部分航线的起点,所述第二起点为第三部分航线的起点。
在一些实施例中,若所述形状属性信息为环形属性;所述处理器实现所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
根据每个所述航线条带在所述地面作业区域内生成多个子航线,所述多个子航线包括多个起点和多个终点;按照所述多个子航线位置的排列顺序,连接所述多个子航线中的一个子航线的终点与所述子航线相邻的子航线的起点,以得到所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据所述梯田的形状属性信息,确定所述每层梯田与相邻层梯田的地面作业区域的飞行航线的航线连接点;
其中,在所述航线连接点处,所述飞行器需要根据所述等高线调整飞行高度。
在一些实施例中,所述航线连接点包括:下台阶点和上台阶点,所述下台阶点为从上层梯田至下层梯田的连接点,所述上台阶点为从下层梯田至上层梯田的连接点。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
设置飞行器作业时的作业起飞点,所述作业起飞点位于所述梯田的最高层梯田或者所述梯田的最低层梯田。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据所述等高线确定每层梯田的内边界线;根据所述每层梯田的内边界线生成飞行缓冲区,所述飞行缓冲区为飞行器不进行作业的区域。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述每层梯田的内边界线生成飞行缓冲区,包括:
获取限飞距离,根据所述每层梯田的内边界线和所述限飞距离生成飞行缓冲区。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
将所述飞行航线发送至飞行器,以使所述飞行器按照所述飞行航线飞行。
需要说明的是,航线规划装置包括遥控器、智能手机、平板电脑、台式电脑或者可穿戴电子设备等,当然也可以为飞行器。
本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序中包括程序指令,所述处理器执行所述程序指令,实现上述实施例提供的航线规划方法的步骤。
其中,所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的航线规划装置的内部存储单元,例如所述航线规划装置的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述航线规划装置的外部存储设备,例如所述航线规划装置上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。
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,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改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权利要求的保护范围为准。
Claims (54)
1.一种飞行器的航线规划方法,其特征在于,所述方法包括:
获取关于地面的地形图,所述地形图包括等高线;
根据所述等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域;
根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取关于地面的地形图,包括:
获取关于地面的数字高程模型;
基于所述数字高程模型生成所述地面的等高线地形图。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述数字高程模型和/或等高线地形图生成所述关于地面的地形图,并将所述关于地面的地形图和所述飞行航线发送至飞行器。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述飞行航线中的部分航线与所述等高线形状相似。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线,包括:
获取所述飞行器作业时的航线覆盖幅度;
基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,所述多条航线条带完全覆盖所述地面作业区域;
根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,包括:
基于每个所述地面作业区域中位于第一高度范围内的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成位于所述第一高度范围内的航线条带,所述航线条带完全覆盖所述第一高度范围内对应的地面作业区域。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,若所述飞行器的作业为喷洒作业时,所述航线覆盖幅度包括喷幅宽度;若所述飞行器的作业为拍摄作业时,所述航线覆盖幅度包括拍摄装置的视场角,所述拍摄装置设置在所述飞行器上。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,若所述飞行器的作业为喷洒作业时,所述方法还包括:
确定超出所述飞行航线所在的航线条带的部分航线,将所述部分航线设置为不作业航线,其中,所述飞行器在所述不作业航线飞行时不进行喷洒,超出所述航线条带的部分航线为不位于该地面作业区域内的航线。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,每条航线条带对应一条飞行航线。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述地面包括梯田,所述地形图中的等高线用于确定每层梯田,每层梯田对应一个作业地面区域。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述每层梯田的等高线包括用于描述所述每层梯田的内边界的第一等高线和用于描述所述每层梯田的外边界的第二等高线;
所述基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,包括:
以所述第一等高线为基准,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带;或
以所述第二等高线为基准,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带。
12.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
在所述每条航线条带内生成多个作业航点;
确定属于所述地面作业区域内的作业航点;
根据所述属于所述地面作业区域内的作业航点生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述在所述每条航线条带内生成多个作业航点,包括:
获取所述飞行器的作业频率以及所述作业频率对应的飞行距离;
根据所述飞行器的作业频率以及所述作业频率对应的飞行距离在所述每条航线条带内生成多个作业航点,在同一条带内的所述多个作业航点的间隔距离相同。
14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在所述每条航线条带内生成多个作业航点,包括:
若检测到用户选择了目标点作业模式,根据所述等高线地图对应的数字高程模型确定位于所述每条航线条带内多个目标点,得到所述多个作业航点,所述目标点为需要进行作业的点。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述确定属于所述地面作业区域内的作业航点,包括:
根据所述地面作业区域的等高线确定属于所述地面作业区域内的作业航点。
16.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述确定属于所述地面作业区域内的作业航点,包括:
根据所述地面作业区域的等高线位置、作业航点的位置和作业航点的高度确定属于所述地面作业区域内的作业航点。
17.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
提取所述地形图中等高线的等高线特征,所述等高线特征用于描述所述每层梯田的等高线的形状;
根据所述等高线特征确定所述梯田的形状属性信息,所述形状属性信息用于描述梯田的形状。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述形状属性信息包括:环形属性和/或非环形属性;所述环形属性包括:规则的环形属性和/或非规则的环形属性;所述非环形属性包括:与上一层梯田组成条带状属性和/或包括部分重建等高线的条带状属性。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,若所述形状属性信息为环形属性;在所述航线条带内包括第一标记点和第二标记点,所述第一标记点和所述第二标记点的位置不同;
所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
以所述第一标记点为第一起点,生成与等高线形状相似的第一部分飞行航线,其中当预测所述第一部分飞行航线将与所述第一起点相交时,中止继续生成与等高线形状相似的所述第一部分航线;
生成第二部分航线,其中所述第二部分航线包括所述第一部分航线的终点和所述第二标记点;
以所述第二标记点为第二起点,生成与等高线形状相似的第三部分飞行航线;以及
其中,所述第一起点为所述第一部分航线的起点,所述第二起点为第三部分航线的起点。
20.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,若所述形状属性信息为环形属性;所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
根据每个所述航线条带在所述地面作业区域内生成多个子航线,所述多个子航线包括多个起点和多个终点;
按照所述多个子航线位置的排列顺序,连接所述多个子航线中的一个子航线的终点与所述子航线相邻的子航线的起点,以得到所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
21.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述梯田的形状属性信息,确定所述每层梯田与相邻层梯田的地面作业区域的飞行航线的航线连接点;
其中,在所述航线连接点处,所述飞行器需要根据所述等高线调整飞行高度。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述航线连接点包括:下台阶点和上台阶点,所述下台阶点为从上层梯田至下层梯田的连接点,所述上台阶点为从下层梯田至上层梯田的连接点。
23.根据权利要求1至22任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
设置飞行器作业时的作业起飞点,所述作业起飞点位于所述梯田的最高层梯田或者所述梯田的最低层梯田。
24.根据权利要求1至22任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述等高线确定每层梯田的内边界线;
根据所述每层梯田的内边界线生成飞行缓冲区,所述飞行缓冲区为飞行器不进行作业的区域。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述根据所述每层梯田的内边界线生成飞行缓冲区,包括:
获取限飞距离,根据所述每层梯田的内边界线和所述限飞距离生成飞行缓冲区。
26.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述飞行航线发送至飞行器,以使所述飞行器按照所述飞行航线飞行。
27.一种航线规划装置,其特征在于,所述航线规划装置包括存储器和处理器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器,用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
获取关于地面的地形图,所述地形图包括等高线;
根据所述等高线确定对应于不同高度范围的多个地面作业区域;
根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线。
28.根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述处理器实现所述获取关于地面的地形图,包括:
获取关于地面的数字高程模型;
基于所述数字高程模型生成所述地面的等高线地形图。
29.根据权利要求28所述的装置,其特征在于,所述处理器还实现:
根据所述数字高程模型和/或等高线地形图生成所述关于地面的地形图,并将所述关于地面的地形图和所述飞行航线发送至飞行器。
30.根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述飞行航线中的部分航线与所述等高线形状相似。
31.根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述处理器实现所述根据每个地面作业区域的等高线,规划所述飞行器在所述每个地面作业区域的飞行航线,包括:
获取所述飞行器作业时的航线覆盖幅度;
基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,所述多条航线条带完全覆盖所述地面作业区域;
根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
32.根据权利要求31所述的装置,其特征在于,所述处理器实现所述基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,包括:
基于每个所述地面作业区域中位于第一高度范围内的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成位于所述第一高度范围内的航线条带,所述航线条带完全覆盖所述第一高度范围内对应的地面作业区域。
33.根据权利要求31所述的装置,其特征在于,若所述飞行器的作业为喷洒作业时,所述航线覆盖幅度包括喷幅宽度;若所述飞行器的作业为拍摄作业时,所述航线覆盖幅度包括拍摄装置的视场角,所述拍摄装置设置在所述飞行器上。
34.根据权利要求33所述的装置,其特征在于,若所述飞行器的作业为喷洒作业时,所述处理器还实现:
确定超出所述飞行航线所在的航线条带的部分航线,将所述部分航线设置为不作业航线,其中,所述飞行器在所述不作业航线飞行时不进行喷洒,超出所述航线条带的部分航线为不位于该地面作业区域内的航线。
35.根据权利要求31所述的装置,其特征在于,每条航线条带对应一条飞行航线。
36.根据权利要求31所述的装置,其特征在于,所述地面包括梯田,所述地形图中的等高线用于确定每层梯田,每层梯田对应一个作业地面区域。
37.根据权利要求36所述的装置,其特征在于,所述每层梯田的等高线包括用于描述所述每层梯田的内边界的第一等高线和用于描述所述每层梯田的外边界的第二等高线;
所述处理器实现所述基于每个所述地面作业区域的等高线,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带,包括:
以所述第一等高线为基准,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带;或
以所述第二等高线为基准,根据所述航线覆盖幅度生成多条航线条带。
38.根据权利要求31所述的装置,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
在所述每条航线条带内生成多个作业航点;
确定属于所述地面作业区域内的作业航点;
根据所述属于所述地面作业区域内的作业航点生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
39.根据权利要求38所述的装置,其特征在于,所述处理器实现所述在所述每条航线条带内生成多个作业航点,包括:
获取所述飞行器的作业频率以及所述作业频率对应的飞行距离;
根据所述飞行器的作业频率以及所述作业频率对应的飞行距离在所述每条航线条带内生成多个作业航点,在同一条带内的所述多个作业航点的间隔距离相同。
40.根据权利要求38所述的装置,其特征在于,所述处理器实现在所述每条航线条带内生成多个作业航点,包括:
若检测到用户选择了目标点作业模式,根据所述等高线地图对应的数字高程模型确定位于所述每条航线条带内多个目标点,得到所述多个作业航点,所述目标点为需要进行作业的点。
41.根据权利要求38所述的装置,其特征在于,所述处理器实现所述确定属于所述地面作业区域内的作业航点,包括:
根据所述地面作业区域的等高线确定属于所述地面作业区域内的作业航点。
42.根据权利要求38所述的装置,其特征在于,所述处理器实现所述确定属于所述地面作业区域内的作业航点,包括:
根据所述地面作业区域的等高线位置、作业航点的位置和作业航点的高度确定属于所述地面作业区域内的作业航点。
43.根据权利要求31所述的装置,其特征在于,所述处理器还实现:
提取所述地形图中等高线的等高线特征,所述等高线特征用于描述所述每层梯田的等高线的形状;
根据所述等高线特征确定所述梯田的形状属性信息,所述形状属性信息用于描述梯田的形状。
44.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,所述形状属性信息包括:环形属性和/或非环形属性;所述环形属性包括:规则的环形属性和/或非规则的环形属性;所述非环形属性包括:与上一层梯田组成条带状属性和/或包括部分重建等高线的条带状属性。
45.根据权利要求44所述的装置,其特征在于,若所述形状属性信息为环形属性;在所述航线条带内包括第一标记点和第二标记点,所述第一标记点和所述第二标记点的位置不同;
所述处理器实现所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
以所述第一标记点为第一起点,生成与等高线形状相似的第一部分飞行航线,其中当预测所述第一部分飞行航线将与所述第一起点相交时,中止继续生成与等高线形状相似的所述第一部分航线;
生成第二部分航线,其中所述第二部分航线包括所述第一部分航线的终点和所述第二标记点;
以所述第二标记点为第二起点,生成与等高线形状相似的第三部分飞行航线;以及
其中,所述第一起点为所述第一部分航线的起点,所述第二起点为第三部分航线的起点。
46.根据权利要求44所述的装置,其特征在于,若所述形状属性信息为环形属性;所述处理器实现所述根据所述航线条带生成所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线,包括:
根据每个所述航线条带在所述地面作业区域内生成多个子航线,所述多个子航线包括多个起点和多个终点;
按照所述多个子航线位置的排列顺序,连接所述多个子航线中的一个子航线的终点与所述子航线相邻的子航线的起点,以得到所述飞行器在所述地面作业区域的飞行航线。
47.根据权利要求44所述的装置,其特征在于,所述处理器还实现:
根据所述梯田的形状属性信息,确定所述每层梯田与相邻层梯田的地面作业区域的飞行航线的航线连接点;
其中,在所述航线连接点处,所述飞行器需要根据所述等高线调整飞行高度。
48.根据权利要求47所述的装置,其特征在于,所述航线连接点包括:下台阶点和上台阶点,所述下台阶点为从上层梯田至下层梯田的连接点,所述上台阶点为从下层梯田至上层梯田的连接点。
49.根据权利要求27至48任一项所述的装置,其特征在于,所述处理器还实现:
设置飞行器作业时的作业起飞点,所述作业起飞点位于所述梯田的最高层梯田或者所述梯田的最低层梯田。
50.根据权利要求27至48任一项所述的装置,其特征在于,所述处理器还实现:
根据所述等高线确定每层梯田的内边界线;
根据所述每层梯田的内边界线生成飞行缓冲区,所述飞行缓冲区为飞行器不进行作业的区域。
51.根据权利要求50所述的装置,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述每层梯田的内边界线生成飞行缓冲区,包括:
获取限飞距离,根据所述每层梯田的内边界线和所述限飞距离生成飞行缓冲区。
52.根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述处理器还实现:
将所述飞行航线发送至飞行器,以使所述飞行器按照所述飞行航线飞行。
53.一种飞行系统,其特征在于,包括如权利要求27至52任一项所述航线规划装置和飞行器,所述航线规划装置和所述飞行器通信连接;所述航线规划装置将规划的飞行航线发送至所述飞行器,所述飞行器按照所述飞行航线进行飞行。
54.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求1至26中任一项所述的航线规划方法的步骤。
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