CN115167418B - 转移路径生成方法、装置、电子设备和计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种转移路径生成方法、装置、电子设备和计算机存储介质,该转移路径生成方法包括:确定自移动割草装置从起点至终点运动时途经的至少一个途经区域;针对每个途经区域,以自移动割草装置从起点至终点运动时在该途经区域内的移动路径最短为目标进行路径搜索,确定该途经区域对应的第一区域内路径;获取至少一个第一区域内路径对应的第二区域内路径,第二区域内路径通过在相对应的第一区域内路径中插入至少一个途经点获得,途经点在第一区域内路径对应的途经区域上随机确定,且途经点位于第一区域内路径之外;生成包括各第二区域内路径的随机转移路径,作为自移动割草装置从起点至终点的转移路径。本方案能够保证草坪的美观度。
Description
技术领域
本申请实施例涉及人工智能技术领域,尤其涉及一种转移路径生成方法、装置、电子设备和计算机存储介质。
背景技术
自移动割草装置是一种用于修剪草被、植被的全自动化机械工具,广泛应用于园林装饰修剪、家庭庭院修剪、公共草地绿化修剪等场合。智能化的自移动割草装置能够自主完成修剪草坪的工作,无需人为直接控制和操作,从而减少对人工的时间占用。自移动割草装置需要经常在两点之间往返,比如工作完成后回桩、出桩前往工作区域的起始点位置、在不同工作区域之间转移等。
目前,基于最短路径规划方法搜索路径,生成自移动割草装置在两点之间的转移路径。
然而,对于自移动割草装置经常往返的两点,基于最短路径规划方法搜索路径,每次所生成的转移路径都是相同的,自移动割草装置在同一转移路径多次行走后会在草坪上留下明显的痕迹,影响草坪的美观度。
申请内容
鉴于上述问题,本申请实施例提供一种转移路径生成方法、装置、电子设备和计算机存储介质,以至少解决现有的路径生成方法影响草坪美观度的问题。
根据本申请实施例的第一方面,提供了一种转移路径生成方法,包括:确定自移动割草装置进行位置转移的起点和终点;确定所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时途经的至少一个途经区域;针对每个所述途经区域,以所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时在该途经区域内的移动路径最短为目标进行路径搜索,确定该途经区域对应的第一区域内路径;获取至少一个所述第一区域内路径对应的第二区域内路径,其中,所述第二区域内路径通过在相对应的所述第一区域内路径中插入至少一个途经点获得,所述途经点在所述第一区域内路径对应的所述途经区域上随机确定,且所述途经点位于所述第一区域内路径之外;生成包括各所述第二区域内路径的随机转移路径,作为所述自移动割草装置从所述起点至所述终点的转移路径。
根据本申请实施例的第二方面,提供了一种转移路径生成装置,包括:第一确定模块,用于确定自移动割草装置进行位置转移的起点和终点;第二确定模块,用于确定所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时途经的至少一个途经区域;第三确定模块,用于针对每个所述途经区域,以所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时在该途经区域内的移动路径最短为目标进行路径搜索,确定该途经区域对应的第一区域内路径;处理模块,用于获取至少一个所述第一区域内路径对应的第二区域内路径,其中,所述第二区域内路径通过在相对应的所述第一区域内路径中插入至少一个途经点获得,所述途经点在所述第一区域内路径对应的所述途经区域上随机确定,且所述途经点位于所述第一区域内路径之外;生成模块,用于生成包括各所述第二区域内路径的随机转移路径,作为所述自移动割草装置从所述起点至所述终点的转移路径。
根据本申请实施例的第三方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括:处理器、通信接口、存储器和通信总线,处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信。存储器用于存放至少一可执行指令,可执行指令使处理器执行如本申请第一方面所述的转移路径生成方法对应的操作。
根据本申请实施例的第四方面,提供一种计算机存储介质,其中,所述计算机存储介质内存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本申请第一方面所述的转移路径生成方法。
根据本申请实施例的第五方面,提供一种计算机程序产品,其中,所述计算机程序产品,包括计算机指令,所述计算机指令指示计算设备执行如本申请第一方面所述的转移路径生成方法对应的操作。
由上述技术方案,在确定自移动割草装置从起点至终点运动时途经的途经区域后,通过最短路径搜索确定每个途经区域对应的第一区域内路径,然后在至少一个第一区域内路径中插入随机确定的途经点,获得相对应的第二区域内路径,进而生成包括各第二区域内路径的随机转移路径,作为自移动割草装置从起点至终点的转移路径。由于途经点是随机确定的,所以第二区域内路径具有随机性,从而自移动割草装置在起点和终点之间多次往返时,每次所行走的转移路径存在随机性,避免了自移动割草装置在同一转移路径多次行走在草坪上留下痕迹,从而可以保证草坪的美观度。
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是本申请一个实施例的转移路径生成方法的流程图;
图2是本申请一个实施例的工作区域的示意图;
图3是本申请一个实施例的无向图的示意图;
图4是本申请一个实施例的工作区域序列的示意图;
图5是本申请一个实施例的第二区域内路径获取方法的流程图;
图6是本申请一个实施例的第一区域内路径的示意图;
图7是本申请一个实施例的随机转移路径的示意图;
图8是本申请一个实施例的途经点的示意图;
图9是本申请一个实施例的转移路径生成装置的示意图;
图10是本申请一个实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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。
为了便于说明和理解,在对方法进行说明之前,对自移动割草装置的结构和工作场景进行简略说明如下:
在本实施例中,自移动割草装置可以是自动割草机。自动割草机可以用于对草坪进行修剪,以保证草坪内草的高度满足需求。为了实现自动割草,自动割草机主要包括壳体、以及设置在壳体上的驱动轮组、割草刀组、控制器、通讯模块和传感器等。
其中,驱动轮组可以带动壳体及其上的部件移动。割草刀组用于割草。控制器分别与驱动轮组、割草刀组、通讯模块和传感器等电信号连接,以进行自动割草机的控制和定位。
通讯模块可以是WIFI、蓝牙或者蜂窝数据网络等能够实现无线通讯的模块,利用通讯模块可以使自动割草机和外部设备进行数据通信。
传感器可以检测自动割草机的数据,从而实现对自动割草机的定位。例如,自动割草机上的传感器可以包括内置的IMU(惯性导航单元)、GPS(卫星定位系统)、磁强计、气压计等,但不限于此。
下面结合附图对本申请实施例提供的转移路径生成方法、装置、电子设备和存储介质进行详细说明。
转移路径生成方法
图1是本申请一个实施例的转移路径生成方法的流程图。如图1所示,该转移路径生成方法包括如下步骤:
步骤101、确定自移动割草装置进行位置转移的起点和终点。
自移动割草装置可以在同一工作区域内进行位置转移,也可以在不同的工作区域之间进行位置转移。工作区域可以是一个或多个,当工作区域是多个是,每个工作区域通过通道与至少一个其他工作区域相连通,自移动割草装置可以通过通道从一个工作区域转移到另一个工作区域。
当自移动割草装置需要进行位置转移时,确定自移动割草装置进行位置转移的起点和终点。应理解,本申请实施例中自移动割草装置进行位置转移,是指自移动割草装置在非割草工作状态时进行位置转移,比如,自移动割草装置工作完成回桩时的位置转移、自移动割草装置出桩前往工作区域内的割草起点位置、自移动割草装置完成一个工作区域的割草任务转移到另一个工作区域内的割草起点位置等。
步骤102、确定自移动割草装置从起点至终点运动时途经的至少一个途经区域。
自移动割草装置从起点向终点运动的过程中,由于起点和终点均位于工作区域内,所以自移动割草装置会途经至少一个工作区域,自移动割草装置转移过程中途经的工作区域即为途经区域。
步骤103、针对每个途经区域,以自移动割草装置从起点至终点运动时在该途经区域内的移动路径最短为目标进行路径搜索,确定该途经区域对应的第一区域内路径。
针对每个途经区域,由于该途经区域内可能存在一个或多个障碍物,而且该途经区域的形状可能并不是规则的,所以可以通过最短路径算法搜索自移动割草装置从起点至终点运动过程中在该途经区域内的最短路径,将搜索到的最短路径确定为该途经区域对应的第一区域内路径。
当仅有一个途经区域,即起点和终点位于同一工作区域内时,通过最短路径算法在该途经区域内搜索起点和终点之间的最短路径,将搜索结果作为该途经区域对应的第一区域内路径。
当有多个途经区域,即起点和终点位于不同工作区域内时,针对起点所在的途经区域,通过最短路径算法在该途经区域内搜索起点与自移动割草装置的出口之间的最短路径,将搜索结果作为该途经区域对应的第一区域内路径。针对终点所在的途经区域,通过最短路径算法在该途经区域内搜索自移动割草装置的入口与终点之间的最短路径,将搜索结果作为该途经区域对应的第一区域内路径。针对非起点和终点所在的途经区域,通过最短路径算法在该途经区域内搜索自移动割草装置的入狱与出口之间的最短路径,将搜索结果作为该途经区域对应的第一区域内路径。
应理解,最短路径是指通过最短路径算法搜索出的路径,但可能并不是距离最短的路径。最短路径算法可以是Dijkstra算法、Bellman-Ford算法、Floyd算法或SPFA算法等,比如最短路径算法为Theta*算法。
步骤104、获取至少一个第一区域内路径对应的第二区域内路径。
获取各第一区域路径中部分或全部第一区域路径对应的第二区域内路径,即每个第二区域内路径具有相对应的第一区域内路径,不同的第二区域内路径对应不同的第一区域内路径,因此第二区域内路径的数量小于或等于第一区域内路径的数量。
第二区域内路径通过在相对应的第一区域内路径中插入至少一个途经点获得,而途经点在相应第一区域内路径对应的途经区域上随机确定,而且途经点位于相应第一区域内路径之外。由于途经点是随机确定的,所以自移动割草装置相同起点和终点之间多次转移时,同一途经区域对应的第二区域内路径也可能不同。
步骤105、生成包括各第二区域内路径的随机转移路径,作为自移动割草装置从起点至终点的转移路径。
在获得至少一个第二区域内路径后,生成包括各第二区域内路径的随机转移路径,进而自移动割草装置可以根据该随机转移路径,从起点转移至终点。
在本申请实施例中,在确定自移动割草装置从起点至终点运动时途经的途经区域后,通过最短路径搜索确定每个途经区域对应的第一区域内路径,然后在至少一个第一区域内路径中插入随机确定的途经点,获得相对应的第二区域内路径,进而生成包括各第二区域内路径的随机转移路径,作为自移动割草装置从起点至终点的转移路径。由于途经点是随机确定的,所以第二区域内路径具有随机性,从而自移动割草装置在起点和终点之间多次往返时,每次所行走的转移路径存在随机性,避免了自移动割草装置在同一转移路径多次行走在草坪上留下痕迹,从而可以保证草坪的美观度。
在一种可能的实现方式中,在确定自移动割草装置从起点至终点运动时途经的途经区域时,如果起点和终点位于同一工作区域内,则将起点和终点所在的工作区域确定为途经区域。
在本申请实施例中,由于同一工作区域内各部分之间是相连通的,当起点和终点在同一工作区域时,自移动割草装置仅需在起点和终点所在的工作区域内运动,便能够从起点转移到终点,因此可以将起点和终点所在的工作区域确定为途经区域,自移动割草装置在起点和终点所在的工作区域内进行位置转移,从起点运动至终点,保证了自移动割草装置进行位置转移的速度,而且可以减小自移动割草装置进行位置转移过程中的能量消耗。
在一种可能的实现方式中,在确定自移动割草装置从起点至终点运动时途经的途经区域时,如果起点和终点位于不同的工作区域内,则可以根据各工作区域之间的连通关系,确定能够使自移动割草装置从起点运动至终点的至少一个工作区域序列。其中,工作区域序列包括至少两个依次相连通的工作区域,位于工作区域序列首位的工作区域为起点所在的工作区域,位于工作区域序列末位的工作区域为终点所在的工作区域。从所确定出的各工作区域序列中随机确定目标工作区域序列,进而将目标工作区域序列包括的各工作区域,分别确定为途经区域。
工作区域有多个,起点和终点位于不同的工作区域内,起点所在的工作区域与终点所在的工作区域可能是直接连通的,也可能是通过另外的一个或多个工作区域而间接连通的,而且两个工作区域之间可以通过一个或多个通道相连通,因此自移动割草装置可以通过不同的工作区域序列从起点运动至终点,不同的工作区域序列对应的不同的转移路径。
不同的工作区域序列可以包括不同的工作区域,也可以包括相同的工作区域但工作区域的顺序不同。对于包括不同工作区域的两个工作区域序列,自移动割草装置根据这两个工作区域序列分别进行位置转移时,需要途经不同的工作区域从起点运动至终点。对于包括相同工作区域但工作区域顺序不同的两个工作区域序列,自移动割草装置根据这两个工作区域序列分别进行位置转移时,需要按照不同的顺序途经相同的多个工作区域从起点运动至终点。
应理解,当仅确定出一个工作区域序列时,则将该工作区域序列确定为目标工作区域序列,保证可以生成使自移动割草装置从起点运动至终点的转移路径,保证转移路径生成方法的完备性,进而保证自移动割草装置能够正常运行。
在本申请实施例中,当起点和终点位于不同的工作区域内时,根据各工作区域之间的连通关系确定能够使自移动割草装置从起点运动至终点的多个工作区域序列,然后随机从各工作区域序列中确定一个目标工作区域序列,进而将目标工作区域序列包括的各工作区域确定为途经区域,即自移动割草装置按照目标工作区域列车从起点运动至终点。工作区域序列为自移动割草装置在工作区域之间进行转移的路径,而目标工作区域序列是从各工作区域序列中随机确定的工作区域序列,所以自移动割草装置在起点和终点之间多次往返时,每次行走所途经的工作区域具有随机性,在区域内路径具有随机性的同时,区域间路径也具有随机性,避免自移动割草装置在两点之间重复行走相同的转移路径而在草坪上留下痕迹,从而可以保证草坪的美观度。
在一种可能的实现方式中,在根据各工作区域之间的连通关系确定工作区域序列时,可以构建用于指示各工作区域之间连通关系的无向图,进而根据所构建的无向图,通过广度优先搜索算法确定能够使自移动割草装置从起点运动至终点的至少一个工作区域序列。
图2是本申请一个实施例的工作区域的示意图。如图2所示,工作区域A1通过通道T1与工作区域A2相连通,工作区域A2通过通道T3与工作区域A4相连通,工作区域A4通过通道T4与工作区域A3相连通,工作区域A3通过通道T2与工作区域A1相连通。自移动割草装置进行位置转移的起点P1和终点P2分别位于工作区域A1和干工作区域A2内。另外,图2中的阴影区域用于表示相应工作区域内的障碍物。
图3是本申请一个实施例的无向图的示意图。图3示出了图2所示工作区域对应的无向图,根据图3所示的无向图可以确定工作区域A1、工作区域A2、工作区域A和工作区域A4之间的连通关系。
当自移动割草装置需要从起点P1运动至终点P2时,自移动割草装置需要从工作区域A1运动至工作区域A4,即需要确定工作区域A1与工作区域A4之间的连接方式。根据图3所构建的无向图,通过广度优先搜索算法,对工作区域A1与工作区域A4之间的连接方式进行搜索,确定出如图4所示的两个工作区域序列,即A1→T1→A2→T3→A4和A1→T2→A3→T4→A4。
在本申请实施例中,根据工作区域之间的连通关系构建无向图,进而通过广度优先搜索算法在无向图中搜索能够使自移动割草装置从起点运动至终点的工作区域序列,保证能够搜索到全部能够使自移动割草装置从起点运动至终点的工作区域序列,在保证自移动割草装置能够从起点转移到终点的同时,提高目标工作区域序列的可选性,从而自移动割草装置能够通过不同的工作区域序列从起点运动至终点,避免自移动割草装置多次在同一转移路径行走产生车辙,及车辙引起的草生成不均,提高草坪、工作区域(特别是工作连接区域)和充电桩附近的区域的草坪美观度。
在一种可能的实现方式中,在生成包括各第二区域内路径的随机转移路径时,可以获取自移动割草装置在目标工作区域序列中各相邻工作区域对之间进行转移时的区域间路径,进而根据目标工作区域序列,对各途经区域对应的第一区域内路径或第二区域内路径与各区域间路径进行拼接,获得随机转移路径。
区域间路径基于连通工作区域的通道确定,区域间路径可以是直线路径,也可以是折线路径。如图2所示,工作区域A1与工作区域A2通过通道T1相连通,所以工作区域A1与工作区域A2之间的区域间路径基于通道T1确定,工作区域A2与工作区域A4通过通道T3相连通,所以工作区域A2与工作区域A4之间的区域间路径基于通道T3确定,工作区域A4与工作区域3通过通道T4相连通,所以工作区域A4与工作区域A3之间的区域间路径基于通道T4确定,工作区域A3与工作区域A1通过通道T2相连通,所以工作区域A3与工作区域A1之间的区域间路径基于通道T2确定。
由于工作区域之间通道较窄且环境较复杂,所以区域间路径可以预先生成,当自移动割草装置需要从一个工作区域转移到另一个工作区域,自移动割草装置可以根据针对这两个工作区域预先生成的区域间路径,进行工作区域之前的转移。
需要说明的是,两个工作区域之间可以通过一个或多个通道相连通,当两个工作区域通过多个通道相连通时,两个工作区域之间的区域间路径为多个,每个区域间路径对应两个工作区域之间的一个通道。
目标工作区域序列包括顺序排列的多个工作区域,比如图4中的A1→A2→A4和A1→A3→A4。工作区域序列指示自移动割草装置在工作区域之间转移的顺序,工作区域序列中相邻的工作区域对为自移动割草装置进行位置转移过程中需要依次途经的两个工作区域。
需要说明的是,在根据目标工作区域序列对各途经区域对应的第一区域内路径或第二区域内路径与各区域间路径进行拼接时,如果途经区域具有相对应的第二区域内路径,则优先使用相对应的第二区域内路径与区域间路径进行拼接,如果途经区域没有相对应的第二区域内路径,则使用相对应的第一区域内路径与区域间路径进行拼接。
在本申请实施例中,区域间路径为自移动割草装置在工作区域之间进行移动时的路径,区域内路径为自移动割草装置在工作区域内进行移动时的路径,而目标工作区域序列指示了自移动割草装置在工作区域之间转移的顺序,所以可以根据目标工作区域序列对各途经区域对应的第一区域内路径或第二区域内路径与各区域间路径进行拼接,获得能够使自移动割草装置从起点运动至终点的随机转移路径,保证自移动割草装置能够按照所生成的随机转移路径安全地从起点运动至终点,从而保证自移动割草装置进行位置转移的安全性。
图5是本申请一个实施例的第二区域内路径获取方法的流程图。如图5所示,第二区域内路径获取方法包括如下步骤:
步骤501、分别确定每个第一区域内路径包括的至少一个直线路径段。
第一区域内路径是通过最短路径算法确定出的自移动割草装置在工作区域内移动的路径,第一区域内路径由一个或多个直线路径段组成,直线路径段是呈直线的一段路径。当第一区域内路径仅包括一个直线路径段时,第一区域内路径为直线路径。当第一区域内路径包括多个直线路径段时,第一区域内路径包括的各直线路径段依次首尾相连。
图6是本申请一个实施例的第一区域内路径的示意图。如图6所示,目标工作区域序列为A1→A2→A4,即自移动割草装置从起点P1转移到终点P2时,首先自移动割草装置从起点P1所在的工作区域A1运动至工作区域A2,然后自移动割草装置从工作区域A2运动至终点P2所在的工作区域A4。工作区域A1对应的第一区域内路径由首尾依次相连的三个直线路径段构成,第一个直线路径段以起点P1为起点,第三个直线路径段以通道T1的入口为终点。工作区域A2对应的第一区域内路径仅包括一个直线路径段,该直线路径段以通道T2的出口为起点,并以通道T3的入口为终点。工作区域A4对应的第一区域内路径由首尾依次相连的三个直线路径段构成,第一个直线路径段以通道T3的出口为起点,第三个直线路径段以终点P1为终点。
步骤502、针对每个直线路径段,至少一次执行在该直线路径段所在的途经区域上随机确定途经点,若在预设的途经点确定次数阈值内确定出至少一个途经点,且将所确定出的途经点插入到该直线路径段中获得的折线路径段,与该直线路径段所在的途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则将该直线路径段确定为目标直线路径段。
针对每个直线路径段,在该直线路径段所在的途经区域上随机确定途经点,将所确定出的途经点插入到该直线路径中获得折线路径段,然后判断该折线路径段是否与该直线路径段所在途经区域内的障碍物和边界相交,如果不相交则保留该途经点,如果相交则重新在该直线路径段所在的途经区域上随机确定途经点。如果随机确定途经点的次数达到预设的途经点确定次数阈值,仍没有找到可以保留的途经点,则不对该直线路径段进行处理。
针对每个直线路径段,可以在该直线路径段上确定一个或多个途经点,当确定出至少一个可以被保留的途经点后,将该直线路径段确定为目标直线路径段,并将所确定出的各途经点插入到该直线路径段中,获得该直线路径段对应的折线路径段。在将途经点插入到直线路径段时,将直线路径段的起点、各途经点和直线路径段的终点依次相连接,获得折线路径段。
比如,针对一个直线路径段,在该直线路径段所在的途经区域上随机确定一个途经点S3,将途经点S3插入到该直线路径段的起点S1和终点S2之间,起点S1与途经点S3的连线与该直线路径段所在途经区域内的障碍物和边界线均不相交,且途经点S3与终点S3的连线与该直线路径段所在途经区域内的障碍物和边界线均不相交,进而将起点S1-途经点S3-终点S2构成的折线确定为该直线路径段对应的折线路径段。
预设的途经点确定次数阈值是针对一个直线路径段进行途经点确定的总次数,根据实际业务需求,可以设定途经点上限,如果在途经点确定次数阈值内所确定出的满足要求的途经点的个数达到途经点上限,则停止针对该直线路径段随机确定途经点。在进行途经点随机确定的次数达到途经点确定次数阈值后,停止针对该直线路径点随机确定途经点。如果为设定途经点上限,则针对一个直线路径段所确定出途经点的数量上限等于途经点确定次数阈值。比如,途经点上限可以等于1、2、3等,途经点确定次数阈值可以为2、3、5等。
步骤503、针对每个第一区域内路径,若该第一区域内路径包括至少一个目标直线路径段,则通过相对应的折线路径段替换该第一区域内路径包括的各目标直线路径段,获得该第一区域内路径对应的第二区域内路径。
针对每个第一区域内路径,如果该第一区域内路径包括至少一个目标直线路径段,则通过相对应的折线路径段替换该第一区域内路径包括的各目标直线路径段,获得该第一区域内路径对应的第二区域内路径,后续生成随机转移路径时,将该第一区域内路径对应的第二区域内路径与区域间路径进行拼接。如果该第一区域内路径不包括目标直线路径段,则不对该第一区域内路径进行处理,后续生成随机转移路径时,将该第一区域内路径与区域间路径进行拼接。
图7是本申请一个实施例的随机转移路径的示意图。如图7所示,在工作区域A1中,针对第一个直线路径段随机确定出途经点R1,针对第二个直线路径段随机确定出途经点R2,针对第三个直线路径段随机确定出途经点R3。在工作区域A2中,针对唯一的直线路径段确定出途经点R4。在工作区域A4中,针对第一个直线路径段随机确定出途经点R5,针对第二个直线路径段随机确定出途经点R6,针对第三个直线路径段随机确定出途经点R7。
在工作区域A1中,由第一个直线路径段的起点、途经点R1和第一个直线路径段的终点构成的折线路径段替换图6中工作区域A1中的第一个直线路径段,由第一个直线路径段的终点、途经点R2和第二个直线路径段的终点构成的折线路径段替换图6中工作区域A1中的第二个直线路径段,由第二个直线路径段的终点、途经点R3和第三个直线路径段的终点构成的折线路径段替换图6中工作区域A1中的第三个直线路径段。
在工作区域A2中,由唯一的直线路径段的起点、途经点R4和唯一的直线路径段的终点构成的折线路径段替换图6中工作区域A2中唯一的直线路径段。
在工作区域A4中,由第一个直线路径段的起点、途经点R5和第一个直线路径段的终点构成的折线路径段替换图6中工作区域A4中的第一个直线路径段,由第一个直线路径段的终点、途经点R6和第二个直线路径段的终点构成的折线路径段替换图6中工作区域A4中的第二个直线路径段,由第二个直线路径段的终点、途经点R7和第三个直线路径段的终点构成的折线路径段替换图6中工作区域A4中的第三个直线路径段。
通过折线路径段对直线路径段进行替换,将图6中工作区域A1中的第一区域内路径处理为图7中工作区域A1中的第二区域内路径,将图6中工作区域A2中的第一区域内路径处理为图7中工作区域A2中的第二区域内路径,将图6中工作区域A4中的第一区域内路径处理为图7中工作区域A4中的第二区域内路径。如图7所示,对工作区域A1中的第二区域内路径、通道T1对应的区域间路径、工作区域A2中的第二区域内路径、通道T3对应的区域间路径和工作区域A4中的第二区域内路径进行依次拼接,获得随机转移路径。
在本申请实施例中,每个第一区域内路径包括一个或多个直线路径段,针对每个直线路径段分别随机确定途经点,如果存在满足条件的途经点,则将所确定出的途经点插入到直线路径段中,获得折线路径段,同时将存在满足条件的途经点的直线路径段确定为目标直线路径段,对于包括目标直线路径段的第一区域内路径,通过目标直线路径段对应的折线路径段替换第一区域内路径中的目标直线路径段,获得第一区域内路径对应的第二区域内路径。在生成随机转移路径时,对于有相对应第二区域内路径的第一区域内路径,使用相对应的第二区域内路径与区域间路径进行拼接,对于没有相对应第二区域内路径的第一区域内路径,直接使用第一区域内路径与区域间路径进行拼接,在保证可以生成不同的随机转移路径的同时,保证自移动割草装置每次进行位置转移都能够生成相应的随机转移路径,保证转移路径生成方法的完备性。
在一种可能的实现方式中,在直线路径段所在的途经区域上随机确定途经点时,针对每个直线路径段,如果针对该直线路径段进行途经点随机确定的次数小于途经点确定次数阈值,且第i-1途经点插入到第i-2途经点与该直线路径段的终点之间获得的第i-1折线路径段,与该直线路径段所在的途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则在该直线路径段所在的途经区域上随机确定第i途经点。其中,i为大于或等于2的正整数,第1途经点和第i途经点均位于直线路径段之外,第0途经点为直线路径段的起点。
针对一个直线路径段,在随机确定途经点的次数小于途经点确定次数阈值时,可以多次针对该直线路径段在相应的途经区域上随机确定途经点,所确定出的途经点的数量大于或等于0且小于或等于途经点确定次数阈值。
在随机确定出途经点后,需要验证该途经点是否满足要求,即将该途经点插入到直线路径段后所生成的折线路径段是否与途经区域内的障碍物和边界相交,如果折线路径段与途经区域内的障碍物或边界相交,自移动割草装置按照该折线路径段移动时会发生碰撞。如果经验证途经点满足要求,则判断随机确定途经点的次数是否小于途经点确定次数阈值,如果是,则继续随机确定新的途经点,直至随机确定途经点的次数达到途经点确定次数阈值。
在验证一个途经点是否满足要求时,如果该途经点是确定出的第一个途经点,则将该途经点插入到直线路径段的起点和终点之间获得折线路径段,如果获得的折线路径段与途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则确定该途经点满足要求,如果获得的折线路径段与途经区域内的障碍物和/或边界线相交,则确定该途经点不满足要求。如果该途经点不是确定出的第一个途经点,则将该途经点插入上一个满足要求的途经点与直线路径段的终点之间获得折线路径段,如果获得的折线路径段与途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则确定该途经点满足要求,如果获得的折线路径段与途经区域内的障碍物和/或边界线相交,则确定该途经点不满足要求。
在本申请实施例中,可以针对每个直线路径段随机确定一个或多个途经点,将各途经点插入到直线路径段的起点和终点之间,获得折线路径段,当针对同一直线路径段确定多个途经点时,可以使所生成的随机转移路径的随机性更强,使得自移动割草装置采用不同的转移路径在两点之间进行多次往返,避免多次在同一转移路径行走产生车辙,影响草坪的美观度。
在一种可能的实现方式中,针对每个直线路径段,第1途经点与该直线路径段之间的距离小于预设的距离阈值,且第1途经点在该直线路径段所在直线上的投影位于该直线路径段上,第i-1途经点和该直线路径段的终点之间连线与第i途经点之间的距离小于距离阈值,且第i途经点在第i-1途经点和该直线路径段的终点所在直线上的投影,位于第i-1途经点和该直线路径段的终点之间。
图8是本申请一个实施例的途经点的示意图。如图8所示,针对直线路径段801随机确定有途经点S3和途经点S4,其中,途经点S3为针对直线路径段801确定出的第一个途经点,途经点S4为针对直线路径段801确定出的第二个途经点。途经点S3在直线路径段801所在直线上的投影位于直线路径段801的起点S1和终点S2之前,且途经点S3与直线路径段801之间的距离小于预设的距离阈值τ。途经点S4在途经点S3与终点S2所在直线上的投影位于途经点S3与终点S2的连线上,且途经点S4到途经点S3和终点S2的连线的距离小于距离阈值τ。直线路径段801的起点S1、途经点S3、途经点S4和直线路径段801的终点S2依次相连接,构成与直线路径段801相对应的折线路径段802。
在本申请实施例中,在随机确定途经点时,第一个途经点距离直线路径段的距离小于预设的距离阈值,而且第一个途经点在直线路径段上的投影位于直线路径段上,从第二个途经点开始,途经点距离前一个途经点与终点连线的距离小于预设的距离阈值,而且途经点在前一个途经点与终点连线上的投影位于前一个途经点与终点的连线上,在实现转移路径随机化的同时,使随机转移路径具有较小的长度,保证自移动割草装置能够快速完成位置转移,而且减小自移动割草装置进行位置转移过程中的能量消耗。
转移路径生成装置
图9是本申请一个实施例的转移路径生成装置的示意图。如图9所示,该转移路径生成装置包括:
第一确定模块901,用于确定自移动割草装置进行位置转移的起点和终点;
第二确定模块902,用于确定自移动割草装置从起点至终点运动时途经的至少一个途经区域;
第三确定模块903,用于针对每个途经区域,以自移动割草装置从起点至终点运动时在该途经区域内的移动路径最短为目标进行路径搜索,确定该途经区域对应的第一区域内路径;
处理模块904,用于获取至少一个第一区域内路径对应的第二区域内路径,其中,第二区域内路径通过在相对应的第一区域内路径中插入至少一个途经点获得,途经点在第一区域内路径对应的途经区域上随机确定,且途经点位于第一区域内路径之外;
生成模块905,用于生成包括各第二区域内路径的随机转移路径,作为自移动割草装置从起点至终点的转移路径。
在本申请实施例中,第一确定模块901可用于执行上述方法实施例中的步骤101,第二确定模块902可用于执行上述方法实施例中的步骤102,第三确定模块903可用于执行上述方法实施例中的步骤103,处理模块904可用于执行上述方法实施例中的步骤104,生成模块905可用于执行上述方法实施例中的步骤105。
在一种可能的实现方式中,第二确定模块902用于在起点和终点位于同一工作区域内时,将起点和终点所在的工作区域确定为途经区域。
在一种可能的实现方式中,第二确定模块902用于在起点和终点位于不同的工作区域内时,根据至少两个工作区域之间的连通关系,确定至少一个工作区域序列,其中,工作区域序列包括至少两个依次相连通的工作区域,且位于工作区域序列首位的工作区域为起点所在的工作区域,位于工作区域序列末位的工作区域为终点所在的工作区域;从至少一个工作区域序列中随机确定目标工作区域序列;将目标工作区域序列包括的至少两个工作区域,分别确定为途经区域。
在一种可能的实现方式中,第二确定模块902用于构建用于指示至少两个工作区域之间连通关系的无向图,并根据无向图,通过广度优先搜索算法确定至少一个工作区域序列。
在一种可能的实现方式中,生成模块905用于获取自移动割草装置在目标工作区域序列中各相邻工作区域对之间进行转移时的区域间路径,并根据目标工作区域序列,对各途经区域对应的第一区域内路径或第二区域内路径与各区域间路径进行拼接,获得随机转移路径。
在一种可能的实现方式中,处理模块904用于分别确定每个第一区域内路径包括的至少一个直线路径段,其中,若第一区域内路径包括多个直线路径段,则该第一区域内路径包括的各直线路径段依次首尾相连;针对每个直线路径段,至少一次执行在该直线路径段所在的途经区域上随机确定途经点,若在预设的途经点确定次数阈值内确定出至少一个途经点,且将至少一个途经点插入到该直线路径段中获得的折线路径段,与该直线路径段所在的途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则将该直线路径段确定为目标直线路径段,其中,途经点位于该直线路径段之外;针对每个第一区域内路径,若该第一区域内路径包括至少一个目标直线路径段,则通过相对应的折线路径段替换该第一区域内路径包括的各目标直线路径段,获得该第一区域内路径对应的第二区域内路径。
在一种可能的实现方式中,处理模块904用于针对每个直线路径段,若针对该直线路径段进行途经点随机确定的次数小于途经点确定次数阈值,且第i-1途经点插入到第i-2途经点与该直线路径段的终点之间获得的第i-1折线路径段,与该直线路径段所在的途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则在该直线路径段所在的途经区域上随机确定第i途经点,其中,i为大于或等于2的正整数,第1途经点和第i途经点均位于该直线路径段之外,第0途经点为该直线路径的起点。
在一种可能的实现方式中,针对每个直线路径段,第1途经点与该直线路径段之间的距离小于预设的距离阈值,且第1途经点在该直线路径段所在直线上的投影位于该直线路径段上;针对每个直线路径段,第i-1途经点和该直线路径段的终点之间连线与第i途经点之间的距离小于距离阈值,且第i途经点在第i-1途经点与该直线路径段的终点所在直线上的投影,位于第i-1途经点与该直线路径段的终点之间。
需要说明的是,上述装置实施例中各个模块之间的交互与前述方法实施例基于同一发明构思,具体内容可以参见前述方法实施例中的描述,在此不再赘述。
电子设备
图10是本申请实施例提供的一种电子设备的示意性框图,本申请具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。如图10所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)1002、通信接口(Communications Interface)1004、存储器(memory)1006、以及通信总线1008。其中:
处理器1002、通信接口1004、以及存储器1006通过通信总线1008完成相互间的通信。
通信接口1004,用于与其它电子设备或服务器进行通信。
处理器1002,用于执行程序1010,具体可以执行前述任一转移路径生成方法实施例中的相关步骤。
具体地,程序1010可以包括程序代码,该程序代码包括计算机操作指令。
处理器1002可能是CPU,或者是特定集成电路ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit),或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。智能设备包括的一个或多个处理器,可以是同一类型的处理器,如一个或多个CPU;也可以是不同类型的处理器,如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器1006,用于存放程序1010。存储器1006可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
程序1010具体可以用于使得处理器1002执行前述任一实施例中的转移路径生成方法。
程序1010中各步骤的具体实现可以参见前述任一转移路径生成方法实施例中的相应步骤和单元中对应的描述,在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的设备和模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程描述,在此不再赘述。
通过本申请实施例的电子设备,在确定自移动割草装置从起点至终点运动时途经的途经区域后,通过最短路径搜索确定每个途经区域对应的第一区域内路径,然后在至少一个第一区域内路径中插入随机确定的途经点,获得相对应的第二区域内路径,进而生成包括各第二区域内路径的随机转移路径,作为自移动割草装置从起点至终点的转移路径。由于途经点是随机确定的,所以第二区域内路径具有随机性,从而自移动割草装置在起点和终点之间多次往返时,每次所行走的转移路径存在随机性,避免了自移动割草装置在同一转移路径多次行走在草坪上留下痕迹,从而可以保证草坪的美观度。
计算机存储介质
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,存储用于使一机器执行如本文所述的转移路径生成方法的指令。具体地,可以提供配有存储介质的系统或者装置,在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码,且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下,从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能,因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本申请的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地,可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
计算机程序产品
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,包括计算机指令,该计算机指令指示计算设备执行上述多个方法实施例中的任一对应的操作。
需要指出,根据实施的需要,可将本申请实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤,也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤,以实现本申请实施例的目的。
上述根据本申请实施例的方法可在硬件、固件中实现,或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码,或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码,从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解,计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如,RAM、ROM、闪存等),当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时,实现在此描述的方法。此外,当通用计算机访问用于实现在此示出的方法的代码时,代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的方法的专用计算机。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。
以上实施方式仅用于说明本申请实施例,而并非对本申请实施例的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本申请实施例的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本申请实施例的范畴,本申请实施例的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种转移路径生成方法,其特征在于,包括:
确定自移动割草装置进行位置转移的起点和终点;
确定所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时途经的至少一个途经区域;
针对每个所述途经区域,以所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时在该途经区域内的移动路径最短为目标进行路径搜索,确定该途经区域对应的第一区域内路径;
分别确定每个所述第一区域内路径包括的至少一个直线路径段,其中,若所述第一区域内路径包括多个直线路径段,则该第一区域内路径包括的各直线路径段依次首尾相连;
针对每个所述直线路径段,至少一次执行在该直线路径段所在的所述途经区域上随机确定途经点,若在预设的途经点确定次数阈值内确定出至少一个途经点,且将所述至少一个途经点插入到该直线路径段中获得的折线路径段,与该直线路径段所在的所述途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则将该直线路径段确定为目标直线路径段,其中,所述途经点位于该直线路径段之外;
针对每个所述第一区域内路径,若该第一区域内路径包括至少一个所述目标直线路径段,则通过相对应的所述折线路径段替换该第一区域内路径包括的各所述目标直线路径段,获得该第一区域内路径对应的第二区域内路径;
所述确定所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时途经的至少一个途经区域,包括:
若所述起点和所述终点位于不同的工作区域内,则根据至少两个工作区域之间的连通关系,确定至少一个工作区域序列,其中,所述工作区域序列包括至少两个依次相连通的工作区域,且位于所述工作区域序列首位的工作区域为所述起点所在的工作区域,位于所述工作区域序列末位的工作区域为所述终点所在的工作区域;
从所述至少一个工作区域序列中随机确定目标工作区域序列;
将所述目标工作区域序列包括的至少两个工作区域,分别确定为所述途经区域;
获取所述自移动割草装置在所述目标工作区域序列中各相邻工作区域对之间进行转移时的区域间路径;
根据所述目标工作区域序列,对各所述途经区域对应的所述第一区域内路径或所述第二区域内路径与各所述区域间路径进行拼接,获得随机转移路径。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时途经的至少一个途经区域,包括:
若所述起点和所述终点位于同一工作区域内,则将所述起点和所述终点所在的工作区域确定为所述途经区域。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据至少两个工作区域之间的连通关系,确定至少一个工作区域序列,包括:
构建用于指示所述至少两个工作区域之间连通关系的无向图;
根据所述无向图,通过广度优先搜索算法确定至少一个所述工作区域序列。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对每个所述直线路径段,在该直线路径段所在的所述途经区域上随机确定途经点,包括:
针对每个所述直线路径段,若针对该直线路径段进行途经点随机确定的次数小于所述途经点确定次数阈值,且第i-1途经点插入到第i-2途经点与该直线路径段的终点之间获得的第i-1折线路径段,与该直线路径段所在的所述途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则在该直线路径段所在的所述途经区域上随机确定第i途经点,其中,i为大于或等于2的正整数,第1途经点和第i途经点均位于该直线路径段之外,第0途经点为该直线路径的起点。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
针对每个所述直线路径段,所述第1途经点与该直线路径段之间的距离小于预设的距离阈值,且所述第1途经点在该直线路径段所在直线上的投影位于该直线路径段上;
针对每个所述直线路径段,所述第i-1途经点和该直线路径段的终点之间连线与所述第i途经点之间的距离小于所述距离阈值,且所述第i途经点在所述第i-1途经点与该直线路径段的终点所在直线上的投影,位于所述第i-1途经点与该直线路径段的终点之间。
6.一种转移路径生成装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于确定自移动割草装置进行位置转移的起点和终点;
第二确定模块,用于确定所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时途经的至少一个途经区域;
所述确定所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时途经的至少一个途经区域,包括:
若所述起点和所述终点位于不同的工作区域内,则根据至少两个工作区域之间的连通关系,确定至少一个工作区域序列,其中,所述工作区域序列包括至少两个依次相连通的工作区域,且位于所述工作区域序列首位的工作区域为所述起点所在的工作区域,位于所述工作区域序列末位的工作区域为所述终点所在的工作区域;
从所述至少一个工作区域序列中随机确定目标工作区域序列;
将所述目标工作区域序列包括的至少两个工作区域,分别确定为所述途经区域;
第三确定模块,用于针对每个所述途经区域,以所述自移动割草装置从所述起点至所述终点运动时在该途经区域内的移动路径最短为目标进行路径搜索,确定该途经区域对应的第一区域内路径;
处理模块,用于分别确定每个所述第一区域内路径包括的至少一个直线路径段,其中,若所述第一区域内路径包括多个直线路径段,则该第一区域内路径包括的各直线路径段依次首尾相连;
针对每个所述直线路径段,至少一次执行在该直线路径段所在的所述途经区域上随机确定途经点,若在预设的途经点确定次数阈值内确定出至少一个途经点,且将所述至少一个途经点插入到该直线路径段中获得的折线路径段,与该直线路径段所在的所述途经区域内的障碍物和边界线均不相交,则将该直线路径段确定为目标直线路径段,其中,所述途经点位于该直线路径段之外;
针对每个所述第一区域内路径,若该第一区域内路径包括至少一个所述目标直线路径段,则通过相对应的所述折线路径段替换该第一区域内路径包括的各所述目标直线路径段,获得该第一区域内路径对应的第二区域内路径;
生成模块,用于获取所述自移动割草装置在所述目标工作区域序列中各相邻工作区域对之间进行转移时的区域间路径;
根据所述目标工作区域序列,对各所述途经区域对应的所述第一区域内路径或所述第二区域内路径与各所述区域间路径进行拼接,获得随机转移路径。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、通信接口、存储器和通信总线,处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信;
存储器用于存放至少一可执行指令,可执行指令使处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的转移路径生成方法对应的操作。
8.一种计算机存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的转移路径生成方法。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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