CN115239905A - 一种电子围栏和虚拟墙生成方法 - Google Patents

一种电子围栏和虚拟墙生成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115239905A
CN115239905A CN202211161436.XA CN202211161436A CN115239905A CN 115239905 A CN115239905 A CN 115239905A CN 202211161436 A CN202211161436 A CN 202211161436A CN 115239905 A CN115239905 A CN 115239905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electronic fence
point
virtual wall
fence
endpoint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211161436.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115239905B (zh
Inventor
伊丽丽
耿丽杰
王石宝
张玉良
崔虎
张博远
常宗豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou New Coordinates Intelligent Equipment Co.,Ltd.
Original Assignee
Shandong New Coordinate Intelligent Equipment Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong New Coordinate Intelligent Equipment Co ltd filed Critical Shandong New Coordinate Intelligent Equipment Co ltd
Priority to CN202211161436.XA priority Critical patent/CN115239905B/zh
Publication of CN115239905A publication Critical patent/CN115239905A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115239905B publication Critical patent/CN115239905B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05—Geographic models
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/10—Constructive solid geometry [CSG] using solid primitives, e.g. cylinders, cubes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

本发明提供了一种电子围栏和虚拟墙生成方法，属于自主导航技术领域。一种电子围栏生成方法，包括步骤S11：检查端点；S12：确定缩放向量；S13：生成缩放电子围栏；S14：上传缩放电子围栏。一种虚拟墙生成方法，包括步骤S21：生成围栏墙外边界；S22：生成感知点图；S23：遍历感知点图；S24：生成虚拟墙，并将虚拟墙数据发布出去。与传统的电子围栏生成方法相比，本发明可实现电子围栏的收缩或扩张调整，从而使电子围栏的实用性和适用性更强；并且通过生成虚拟墙，可引导自主导航设备避开电子围栏，从而在原有判断、警示的功能基础上实现了进一步的预防、引导功能。

Description

一种电子围栏和虚拟墙生成方法
技术领域
本发明属于自主导航技术领域，具体为一种电子围栏和虚拟墙生成方法。
背景技术
近年来，电子围栏已被广泛应用于设备导航领域。比如在车辆导航中，电子围栏可表示地图上的一个指定区域，在这个指定区域内车辆可以正常行驶，当行驶超过了指定区域后，车台设备GPS就会进行报警。
如上所述，传统的电子围栏是由GPS坐标点连接生成,即在需要设置的电子围栏端点处打点,直接使用GPS数据作为电子围栏端点。然而这种方式无法进行电子围栏的收缩或扩张调整，即电子围栏所指定的区域是固定不变的；并且传统电子围栏仅仅用于判断设备是否超出电子围栏,实际使用中表现为无法帮助用户提前规避超出电子围栏的情况，即只能在超出后进行报警或提示。
基于此，若能通过电子围栏生成虚拟墙，那么虚拟墙的内边界就是电子围栏，则可以通过虚拟墙来引导自主导航设备避开电子围栏。具体来说，虚拟墙的数据会将电子围栏以外的区域遮挡住，这些数据会参与局部路径规划，进而使得路径规划算法无法向电子围栏外的区域规划路径，从而实现引导导航设备避开电子围栏的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子围栏和虚拟墙生成方法，以解决传统电子围栏生成方法无法实现电子围栏缩放、以及无法生成虚拟墙以引导用户设备避开电子围栏的问题。
本发明是采用以下技术方案实现的：
一种电子围栏生成方法，包括如下步骤：
S11：检查端点；
S12：确定缩放向量；
S13：生成缩放电子围栏；
S14：上传缩放电子围栏。
当需要对电子围栏进行收缩或扩张调整时，依次执行以上步骤，即可得到调整后的缩放电子围栏。
进一步的，所述S11具体包括如下步骤：
S11-1：提取任务上传的端点坐标；
S11-2：检测端点坐标内端点的数量N；
S11-3：检测端点坐标内是否存在端点共线；
S11-4：检测端点坐标内的端点是否构成封闭区间。
对端点坐标的检测步骤依次包括S11-2、S11-3、S11-4，分别为检测端点数量、检测是否存在端点共线、检测端点是否构成封闭空间，S11-2、S11-3、S11-4中若有任一步骤中检测结果为不合格，均自动退出电子围栏构建。
进一步的，所述S11-2中，对于数量N：
若N≧3，代表N个端点之间存在构成封闭区间的可能性，则执行S11-3；
若N﹤3，代表N个端点之间肯定无法构成封闭区间，则自动退出电子围栏构建，并提示信息。在本方案的语境中，数量N指端点的数量，因此N取正整数；当N﹤3，即代表N取1或2，当端点为1时只能构成射线，当端点为2时只能构成单条线段，射线或单条线段均无法形成封闭空间，故而此种情况下即代表S11-2的检测结果为不合格。
进一步的，所述S11-3具体包括如下子步骤：
S11-31：依次对N个端点进行共线检测，并将共线的相邻3个点的中间点去掉，当对N个端点共线检测完毕并去除掉全部中间点后，得到端点集合P，端点集合P即为经过共线检测与去除共线点后的端点坐标；
S11-32：若端点集合P中端点数量M﹦2，则自动退出电子围栏构建，并提示信息；若端点集合P中端点数量M＞2，则执行S11-4。在此步骤中，由于构成电子围栏的基本单位为线段，因此端点集合P中端点数量M必定≧2，当M﹦2时，只能构成单条线段、必定无法构成封闭区间，故而此种情况下即代表S11-3的检测结果为不合格。
进一步的，所述S11-4具体包括如下子步骤：
S11-41：若端点集合P中端点数量M﹦3，代表3个端点必定构成一个封闭区间，则直接执行S12；若端点集合P中端点数量M﹥3，代表可能存在端点交叉，则执行S11-42。前文已提到端点集合P即为经过共线检测与去除共线点后的端点坐标，因此端点集合P中端点数量M＞2，即M≧3。当端点集合P中端点数量M﹦3时，又有前提条件3个点不共线，则这3个连续的点必定构成一个封闭区间；当端点集合P中端点数量M﹥3时，即代表至少存在4个不共线的端点，根据几何常规知识可得，4个不共线的端点可能存在端点交叉情况，即第一第二端点连成的两点线段、与第三第四端点连成的两点线段有交叉，此时若按照顺序将四个点依次连接起来（即第一端点→第二端点→第三端点→第四端点→第一端点），则无法形成封闭区间。因此当M﹥3时需要进行端点集合P中所有端点是否构成封闭区间（是否存在端点交叉情况）的检测。
S11-42：对M个端点，按照先后顺序划分两点线段，而后依次判断除相邻线段外、其他线段与某线段的交叉情况，直至对M个端点形成的所有两点线段检测完毕。对于某线段来说，它的相邻线段与它共用一个端点，因此某线段的相邻线段不会与它存在交叉。
S11-43：S11-42中，若M个端点形成的所有两点线段均不存在交叉情况，则执行S12；若M个端点形成的任意一条两点线段存在交叉情况，则自动退出电子围栏构建，并提示信息。若存在端点交叉情况，则代表该M个端点不能构成一个封闭区间，故而此种情况下即代表S11-4的检测结果为不合格。
进一步的，所述S12中，根据用户设置的缩放距离D，计算端点集合P中M个端点的缩放向量，将得出的缩放向量带入S13。其中，缩放距离D根据用户使用的自主导航设备尺寸来确定；缩放距离D一般为自主导航设备的外接圆半径，可以根据上传端点及实际使用效果微调。缩放向量的具体计算方法如下：
从端点集合P中依次提取相邻的3个点a、b、c，计算三个点的中间点b在x和y两个方 向的缩放向量
Figure 738934DEST_PATH_IMAGE001
。b在x和y两个方向的缩放向量为
Figure 219856DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure 61910DEST_PATH_IMAGE003
Figure 519436DEST_PATH_IMAGE004
Figure 396125DEST_PATH_IMAGE005
Figure 47949DEST_PATH_IMAGE006
Figure 111720DEST_PATH_IMAGE007
Figure 372937DEST_PATH_IMAGE008
。
进一步的，所述S13中，缩放电子围栏的具体计算方法如下：
对于端点集合P中M个原始端点坐标
Figure 104132DEST_PATH_IMAGE009
，根据步骤S12中计算得出的每个端点 的缩放向量，计算缩放后的端点集合
Figure 661278DEST_PATH_IMAGE010
中M个电子围栏端点坐标
Figure 743503DEST_PATH_IMAGE011
，M个电子围栏端 点坐标即构成电子围栏
Figure 277253DEST_PATH_IMAGE010
，其中
Figure 862955DEST_PATH_IMAGE012
而后，在S14中，将S13中新生 成的电子围栏端点坐标重新上传。
一种虚拟墙生成方法，基于以上所述的电子围栏生成方法，包括如下步骤：
S21：生成围栏墙外边界；
S22：生成感知点图；
S23：遍历感知点图；
S24：生成虚拟墙，并将虚拟墙数据发布出去。
进一步的，所述S21中，围栏墙外边界的具体计算方法如下：根据端点坐标
Figure 122160DEST_PATH_IMAGE011
，向外扩展距离W，生成围栏墙边界Q，电子围栏
Figure 426103DEST_PATH_IMAGE010
和围栏墙边界Q之间的空间即为 虚拟墙空间。其中，向外扩展距离W的具体实现与计算方法同S12、S13所述，此处不再展开赘 述。
进一步的，所述距离W是由算法根据感知分辨率E自动适应得出，W＞1.5E。其中感知分辨率E由用户设置，感知分辨率E用于在S22中生成分辨率为E大小的感知点图。
进一步的，所述S23中，遍历感知点图内的所有点，判断每个点是否位于虚拟墙空间内，如果某点位于虚拟墙空间内，则将某点加入到虚拟墙数据中。其中遍历是指沿着某条搜索路线，依次对感知图中每个点均做一次访问。
进一步的，所述判断每个点是否位于虚拟墙空间内时，由于围栏墙边界Q中的端点 集合和电子围栏
Figure 763543DEST_PATH_IMAGE013
中的端点集合各组成一个封闭区域，且电子围栏
Figure 469331DEST_PATH_IMAGE013
在围栏墙边界Q内 部，因此先计算某点是否位于围栏墙边界Q中的端点集合组成的多边形区域内，而后计算该 点是否位于电子围栏
Figure 102700DEST_PATH_IMAGE014
中的端点集合组成的多边形区域外。
本发明实现的有益效果是：
一种电子围栏生成方法，可根据用户设置的缩放距离，通过计算缩放向量来生成相应的缩放电子围栏；一种虚拟墙生成方法，通过生成围栏墙外边界和感知点图，从而生成内边界为电子围栏的虚拟墙。
与传统的直接使用GPS数据作为电子围栏端点的方式相比，本发明可实现对电子围栏的收缩或扩张调整，从而使电子围栏的适用性更强；并且通过生成虚拟墙可进行导航路径规划，进而引导自主导航设备避开电子围栏、防止设备超出电子围栏，因此本发明在原有判断、警示的功能基础上实现了进一步的预防、引导功能，从而具备更强的实用性。
附图说明
图1是判断某点与某多边形区域的位置关系的计算流程图；
图2是两条线段无交叉的位置关系示意图；
图3是两条线段出现交叉的位置关系示意图。
具体实施方式
为清楚说明本发明中的方案，下面结合附图做进一步说明：
实施例1：
一种电子围栏生成方法，在nvidia jetson nano 控制器内运行，包括如下步骤：
S11：检查端点。具体来说，需依次检测端点数量、检测是否存在端点共线、检测端点是否构成封闭空间，若有任一步骤中检测结果为不合格，均自动退出电子围栏构建。S11具体包括如下子步骤：
S11-1：提取任务上传的端点坐标。
即通过算法，将一系列端点坐标中所包含的、连续的多个经纬度坐标分离为单个的经纬度坐标。其中任务上传指的是设备终端（用户在实际使用中的手机、平板、电脑等）通过配套软件、利用网络将端点坐标发送到nvidia jetson nan控制器所订阅的ROS主题（ROS主题是ROS通信机制提供的通信方式，ROS为Robot Operating System、即机器人操作系统）上的过程。
S11-2：检测端点坐标内端点的数量N。
若N≧3，代表N个端点之间存在构成封闭区间的可能性，则执行S11-3；若N﹤3，代表N个端点之间肯定无法构成封闭区间，则自动退出电子围栏构建，并提示信息“端点数量少于三个不足以构成封闭区间,请重新上传”。
其中，上述文字信息发布到消息提示的ROS主题上，用户可以自行订阅、并通过导航设备的显示屏查看（原理类似于广播员把信息广播到某个频段上，想收听的用户需要自己将收音机调到对应频段收听）；下文中，各处提示信息的实现原理同此处。
S11-3：检测端点坐标内是否存在端点共线。
其中，包括如下子步骤：
S11-31：通过斜率公式依次对N个端点进行共线检测，并将共线的相邻3个点的中间点去掉。
比如在本实施例中，具体的计算步骤为：①取 N个端点中的前三点，分别为1、2、3； ② 根据斜率公式
Figure 893938DEST_PATH_IMAGE015
先计算线段
Figure 35070DEST_PATH_IMAGE016
的斜率
Figure 595364DEST_PATH_IMAGE017
线段
Figure 930793DEST_PATH_IMAGE018
的斜率
Figure 943748DEST_PATH_IMAGE019
③ 如 果
Figure 888570DEST_PATH_IMAGE020
并且由于这2条线段共用一个端点2，所以端点1、2、3共线且相接；④ 将端 点2去掉、保留端点1、3，在此基础上线段
Figure 303371DEST_PATH_IMAGE021
线段
Figure 809701DEST_PATH_IMAGE018
自动合并为1条线段
Figure 309953DEST_PATH_IMAGE022
；⑤ 重复上述 计算步骤，直至对所有端点共线检测完毕、并去除掉全部中间点。当步骤⑤执行完毕后，得 到端点集合P，端点集合P即为经过共线检测与去除共线点后的端点坐标。
S11-32：若端点集合P中端点数量M﹦2，则自动退出电子围栏构建，并提示信息“上传端点共线,请检查后重新上传”；若端点集合P中端点数量M＞2，则执行S11-4。
S11-4：检测端点坐标内的端点是否构成封闭区间。
其中，包括如下子步骤：
S11-41：若端点集合P中端点数量M﹦3，代表3个端点必定构成一个封闭区间，则直 接执行S12；若端点集合P中端点数量M﹥3，代表可能存在端点交叉，则执行S11-42。具体来 说，参照图2至图3，当4个不共线的端点1、2、3、4存在端点交叉情况时，即线段
Figure 792886DEST_PATH_IMAGE016
与线段
Figure 327773DEST_PATH_IMAGE023
交叉；此时，按照1→2→3→4→1的顺序将四个端点连接，则无法构成一个封闭区间。
S11-42：对M个端点，按照先后顺序划分两点线段，而后依次判断除相邻线段外、其他线段与某线段的交叉情况，直至对M个端点形成的所有两点线段检测完毕。
比如在本实施例中，将M个端点按照先后顺序划分为两点线段，则第一条两点线段 为
Figure 993286DEST_PATH_IMAGE024
，其相邻线段为
Figure 980833DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure 267458DEST_PATH_IMAGE026
；需要依次判断除相邻线段外，其他所有连续线段 与当前线段的交叉情况，其他所有连续线段即为
Figure 391272DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 239404DEST_PATH_IMAGE028
…
Figure 714248DEST_PATH_IMAGE029
。具体的计算 步骤如下：① 取M个端点中的端点
Figure 804564DEST_PATH_IMAGE030
、
Figure 48463DEST_PATH_IMAGE031
，连成第一条两点线段
Figure 801918DEST_PATH_IMAGE024
；再按照先后顺序、 依次从
Figure 764058DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure 189223DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 553208DEST_PATH_IMAGE034
…
Figure 477564DEST_PATH_IMAGE035
中取两个连续的点
Figure 927000DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 359118DEST_PATH_IMAGE037
， 连成线段
Figure 312031DEST_PATH_IMAGE038
。② 通过两点直线方程公式
Figure 672867DEST_PATH_IMAGE039
检测线段
Figure 344020DEST_PATH_IMAGE038
与线 段
Figure 579829DEST_PATH_IMAGE024
是否存在交叉；先计算线段
Figure 652827DEST_PATH_IMAGE038
所在直线的方程
Figure 184565DEST_PATH_IMAGE040
，将线段
Figure 343014DEST_PATH_IMAGE041
的 端点
Figure 116935DEST_PATH_IMAGE030
、
Figure 778861DEST_PATH_IMAGE031
的横坐标带入方程
Figure 481500DEST_PATH_IMAGE040
，得到相对应的两个纵坐标。③ 若步骤②中得到的 两个纵坐标不存在一正一负的情况，则证明线段
Figure 127245DEST_PATH_IMAGE041
与线段
Figure 439277DEST_PATH_IMAGE042
没有交叉；若存在 一正一负的情况，则执行步骤④。④ 计算线段
Figure 486868DEST_PATH_IMAGE041
所在直线的方程
Figure 360408DEST_PATH_IMAGE043
，将线段
Figure 165553DEST_PATH_IMAGE044
的端点
Figure 609173DEST_PATH_IMAGE045
、
Figure 511270DEST_PATH_IMAGE046
的横坐标分别带入方程
Figure 567430DEST_PATH_IMAGE047
如果得出的相应两个纵坐标也存 在一正一负的情况，则代表端点
Figure 922188DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 841602DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 598206DEST_PATH_IMAGE045
、
Figure 813549DEST_PATH_IMAGE046
中存在交叉情况。⑤当线段
Figure 593286DEST_PATH_IMAGE024
与
Figure 50812DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure 661922DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 812281DEST_PATH_IMAGE034
…
Figure 970992DEST_PATH_IMAGE050
中连续两点所连成的全部线段都没有交叉时，再取点
Figure 904313DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 369929DEST_PATH_IMAGE032
连成线段
Figure 691189DEST_PATH_IMAGE051
，然后判断线段
Figure 9300DEST_PATH_IMAGE025
与
Figure 808629DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 128752DEST_PATH_IMAGE034
…
Figure 620913DEST_PATH_IMAGE052
中连续两点所连成的 全部线段的交叉情况。最后，重复上述步骤直至完成对所有端点的交叉情况检测。
需要注意的是，由常规的数学学科中坐标系知识可得，若步骤③中结论为不存在 一正一负，即代表线段
Figure 160741DEST_PATH_IMAGE041
与线段
Figure 763761DEST_PATH_IMAGE042
不会交叉；若结论为存在一正一负，这种情 况下线段
Figure 469548DEST_PATH_IMAGE041
与线段
Figure 867032DEST_PATH_IMAGE042
可能有交叉，也可能线段
Figure 425314DEST_PATH_IMAGE041
位于线段
Figure 566446DEST_PATH_IMAGE042
的上 方或下方；因此，为进一步得到两条线段是否交叉的结论，需要执行步骤④。若步骤④中结 论也为存在一正一负，即可代表线段
Figure 861161DEST_PATH_IMAGE041
与线段
Figure 429545DEST_PATH_IMAGE042
有交叉，也就是端点
Figure 475124DEST_PATH_IMAGE053
中存在交叉情况。
S11-43：若M个端点全部分组的端点交叉检测过程中均不存在交叉情况，则执行S12；若M个端点任意一组的端点交叉检测过程中存在交叉情况，则自动退出电子围栏构建，并提示信息“上传端点构成交叉空间,请检测端点顺序后再上传”。
S12：确定缩放向量。根据用户设置的缩放距离D，计算端点集合P中M个端点的缩放向量，将得出的缩放向量带入S13。其中：
缩放距离D根据用户使用的自主导航设备尺寸来确定，一般为自主导航设备的外接圆半径，可以根据上传端点及实际使用效果微调，本实施例中规定缩放距离大于零为向外扩张,小于零为向内收缩。
缩放向量的具体计算过程为：从端点集合P中依次提取相邻的3个点a、b、c，计算三 个点的中间点b在x和y两个方向的缩放向量
Figure 154367DEST_PATH_IMAGE001
，b在x和y两个方向的缩放向量为
Figure 834747DEST_PATH_IMAGE002
， 其中
Figure 574033DEST_PATH_IMAGE003
Figure 575749DEST_PATH_IMAGE004
Figure 324262DEST_PATH_IMAGE005
Figure 859149DEST_PATH_IMAGE006
Figure 769336DEST_PATH_IMAGE007
Figure 246630DEST_PATH_IMAGE054
。
S13：生成缩放电子围栏。具体计算方法如下：
对于端点集合P中M个原始端点坐标
Figure 533255DEST_PATH_IMAGE009
，根据步骤S12中计算得出的每个端点 的缩放向量，计算缩放后的端点集合
Figure 250544DEST_PATH_IMAGE010
中M个电子围栏端点坐标
Figure 269315DEST_PATH_IMAGE011
，M个电子围栏端 点坐标即构成电子围
Figure 573520DEST_PATH_IMAGE010
，其中
Figure 398257DEST_PATH_IMAGE055
而后，在S14中，将S13中新生成 的电子围栏端点坐标重新上传。
S14：上传缩放电子围栏。
本实施例中，通过执行步骤S11-S14，实现了对电子围栏的缩放，并且缩放方向、距离均可根据用户需求灵活调整，从而增强了电子围栏的适应性和实用性。
实施例2：
一种虚拟墙生成方法，基于实施例1所述的电子围栏生成方法，在nvidia jetsonnano 控制器内运行，包括如下步骤：
S21：生成围栏墙外边界。围栏墙外边界的具体计算方法如下：
根据端点坐标
Figure 642156DEST_PATH_IMAGE056
，向外扩展距离W，生成围栏墙边界Q，电子围栏
Figure 661190DEST_PATH_IMAGE010
和围栏 墙边界Q之间的空间即为虚拟墙空间。其中，向外扩展距离W的具体实现与计算方法同实施 例1中S12、S13所述，此处不再展开赘述。距离W在本实施例中默认0.3m，是由算法根据感知 分辨率E自动适应得出；具体来说，通过简单的判断算法，将W初始值设置为0.3m，用户设置 感知分辨率E，如果W>1.5E、则W不变，如果W<1.5E、则W取值1.5E，因此W≥1.5E；其中感知分 辨率E由用户设置，本实施例中感知分辨率取值0.1m（0.1m为建议用户的取值）。
S22：生成感知点图。根据用户设置的感知分辨率E，生成分辨率为E大小的感知点图。
S23：遍历感知点图。遍历感知点图内的所有点，判断每个点是否位于虚拟墙空间 内，从而找出位于虚拟墙空间内的点，并将这些点加入到虚拟墙数据中，使虚拟墙数据得到 完善。其中判断每个点是否位于虚拟墙空间内时，先计算某点是否位于围栏墙边界Q中的端 点集合组成的多边形区域内，而后计算该点是否位于电子围栏
Figure 295434DEST_PATH_IMAGE010
中的端点集合组成的多 边形区域外。
比如本实施例中，参照图1，计算某点与某多边形区域的位置关系的具体过程如 下：① 取当前点M（
Figure 923861DEST_PATH_IMAGE057
,
Figure 22267DEST_PATH_IMAGE058
）、多边形点集合L（
Figure 710737DEST_PATH_IMAGE059
,
Figure 661638DEST_PATH_IMAGE060
,
Figure 156073DEST_PATH_IMAGE061
…
Figure 374565DEST_PATH_IMAGE062
）。② 从多边形点集合L中 取得两连续边界点
Figure 735402DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 406554DEST_PATH_IMAGE064
。③ 判断点M与取出的边界点
Figure 642364DEST_PATH_IMAGE063
是否重合，若重合，则代表点M 位于多边形点集合L构成的多边形
Figure 715362DEST_PATH_IMAGE065
内；若不重合，则执行步骤④。④ 判断点
Figure 247100DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 405548DEST_PATH_IMAGE064
是 否同在射线
Figure 913890DEST_PATH_IMAGE066
（其中射线
Figure 106974DEST_PATH_IMAGE066
为以M点为端点、沿Y轴正方向的射线）的一侧，若在同一侧，则 代表射线
Figure 75192DEST_PATH_IMAGE066
不会穿过由点
Figure 720937DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 32970DEST_PATH_IMAGE064
所连成的多边形
Figure 80560DEST_PATH_IMAGE065
的边界线，则重新执行步骤②、取 下一组两个连续边界点；若不在同一侧，则执行步骤⑤。⑤ 将
Figure 954101DEST_PATH_IMAGE057
带入到点
Figure 87142DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 202865DEST_PATH_IMAGE064
所连成 的直线方程中，得到y
Figure 839383DEST_PATH_IMAGE067
*（
Figure 161123DEST_PATH_IMAGE068
）/（
Figure 515881DEST_PATH_IMAGE069
）+
Figure 435295DEST_PATH_IMAGE070
。⑥ 判断y 与
Figure 395161DEST_PATH_IMAGE058
是否相等，若相等，则代表点M在点
Figure 610504DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 718137DEST_PATH_IMAGE064
所连成的多边形
Figure 175663DEST_PATH_IMAGE065
的边界线上，所以点 M位于多边形
Figure 583511DEST_PATH_IMAGE065
内；若不相等，则执行步骤⑦。⑦ 判断y是否大于
Figure 235334DEST_PATH_IMAGE071
，若大于，则代表射线
Figure 767947DEST_PATH_IMAGE066
穿过点
Figure 560322DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 291518DEST_PATH_IMAGE064
所连成的直线，则执行步骤⑧；若不大于，则代表射线
Figure 317505DEST_PATH_IMAGE066
不会穿过点
Figure 134151DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 199059DEST_PATH_IMAGE064
所连成的直线，则重新执行步骤②。⑧令C增加1，C为射线
Figure 784761DEST_PATH_IMAGE066
穿过多边形
Figure 512808DEST_PATH_IMAGE065
的边 界的次数。⑨ 判断i+1与n的关系，若i+1小于n，则代表当前检测的边界线还不是最后一条， 则重新执行步骤②；若i+1不小于n，则代表当前检测的边界线已经是最后一条，则执行步骤 ⑩。⑩ 计算
Figure 816751DEST_PATH_IMAGE072
的余数H，若H为0，则代表C为偶数，得出结论为点M位于多边形
Figure 419770DEST_PATH_IMAGE065
外；若H不 为0，则代表C为奇数，得出结论为点M位于多边形
Figure 859979DEST_PATH_IMAGE065
内。
S24：生成虚拟墙，并将虚拟墙数据发布出去。将虚拟墙数据转为激光雷达点云的数据格式，发布到ROS主题上，便可供用户自行订阅，并进行下一步的避障决策控制。
本实施例中，通过执行步骤S21-S24，实现了符合用户需求的虚拟墙的生成，生成的虚拟墙以电子围栏为内边界，可以使得路径规划算法无法向电子围栏外的区域规划路径，从而引导自主导航设备来避免越出电子围栏。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (12)

1.一种电子围栏生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11：检查端点；
S12：确定缩放向量；
S13：生成缩放电子围栏；
S14：上传缩放电子围栏。
2.根据权利要求1所述的一种电子围栏生成方法，其特征在于，所述S11具体包括如下步骤：
S11-1：提取任务上传的端点坐标；
S11-2：检测端点坐标内端点的数量N；
S11-3：检测端点坐标内是否存在端点共线；
S11-4：检测端点坐标内的端点是否构成封闭区间。
3.根据权利要求2所述的一种电子围栏生成方法，其特征在于，所述S11-2中，对于数量N：
若N≧3，代表N个端点之间存在构成封闭区间的可能性，则执行S11-3；
若N﹤3，代表N个端点之间肯定无法构成封闭区间，则自动退出电子围栏构建，并提示信息。
4.根据权利要求2所述的一种电子围栏生成方法，其特征在于，所述S11-3具体包括如下子步骤：
S11-31：依次对N个端点进行共线检测，并将共线的相邻3个点的中间点去掉，当对N个端点共线检测完毕并去除掉全部中间点后，得到端点集合P；
S11-32：若端点集合P中端点数量M﹦2，则自动退出电子围栏构建，并提示信息；若端点集合P中端点数量M＞2，则执行S11-4。
5.根据权利要求4所述的一种电子围栏生成方法，其特征在于，所述S11-4具体包括如下子步骤：
S11-41：若端点集合P中端点数量M﹦3，代表3个端点必定构成一个封闭区间，则直接执行S12；若端点集合P中端点数量M﹥3，代表可能存在端点交叉，则执行S11-42；
S11-42：对M个端点，按照先后顺序划分两点线段，依次判断除相邻线段外、其他线段与某线段的交叉情况，直至对M个端点形成的所有两点线段检测完毕；
S11-43：S11-42中，若M个端点形成的所有两点线段均不存在交叉情况，则执行S12；若M个端点形成的任意一条两点线段存在交叉情况，则自动退出电子围栏构建，并提示信息。
6.根据权利要求5所述的一种电子围栏生成方法，其特征在于：所述S12中，根据用户设置的缩放距离D，计算端点集合P中M个端点的缩放向量，将得出的缩放向量带入S13。
7.根据权利要求6所述的一种电子围栏生成方法，其特征在：所述S13中，缩放电子围栏的具体计算方法为，对于端点集合P中M个原始端点坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，根据S12中得出的缩放向量，计算缩放后的端点集合
Figure DEST_PATH_IMAGE002
中M个电子围栏端点坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，M个电子围栏端点坐标即构成电子围栏
Figure 939144DEST_PATH_IMAGE002
。
8.一种虚拟墙生成方法，基于权利要求1-7任一所述的电子围栏生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
S21：生成围栏墙外边界；
S22：生成感知点图；
S23：遍历感知点图；
S24：生成虚拟墙，并将虚拟墙数据发布出去。
9.根据权利要求8所述的虚拟墙生成方法，其特征在于：所述S21中，围栏墙外边界的具体计算方法为，根据端点坐标
Figure 590706DEST_PATH_IMAGE003
，向外扩展距离W，生成围栏墙边界Q，电子围栏
Figure 229497DEST_PATH_IMAGE002
和围栏墙边界Q之间的空间即为虚拟墙空间。
10.根据权利要求9所述的虚拟墙生成方法，其特征在于：所述距离W是由算法根据感知分辨率E自动适应得出，W＞1.5E。
11.根据权利要求8所述的虚拟墙生成方法，其特征在于：所述S23中，遍历感知点图内的所有点，判断每个点是否位于虚拟墙空间内，如果某点位于虚拟墙空间内，则将某点加入到虚拟墙数据中。
12.根据权利要求11所述的虚拟墙生成方法，其特征在于：所述判断每个点是否位于虚拟墙空间内时，先计算某点是否位于围栏墙边界Q中的端点集合组成的多边形区域内，而后计算该点是否位于电子围栏
Figure 359127DEST_PATH_IMAGE002
中的端点集合组成的多边形区域外。
CN202211161436.XA 2022-09-23 2022-09-23 一种电子围栏和虚拟墙生成方法 Active CN115239905B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211161436.XA CN115239905B (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种电子围栏和虚拟墙生成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211161436.XA CN115239905B (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种电子围栏和虚拟墙生成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115239905A true CN115239905A (zh) 2022-10-25
CN115239905B CN115239905B (zh) 2022-12-20

Family

ID=83667258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211161436.XA Active CN115239905B (zh) 2022-09-23 2022-09-23 一种电子围栏和虚拟墙生成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115239905B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115164914A (zh) * 2022-07-11 2022-10-11 北京中航世科电子技术有限公司 一种单兵作战用导航方法、系统、电子设备及介质
CN116052223A (zh) * 2023-04-03 2023-05-02 浪潮通用软件有限公司 基于机器视觉识别作业区域人的方法、系统、设备及介质
CN116756262A (zh) * 2023-08-15 2023-09-15 北京博道焦点科技有限公司 基于地图兴趣点稽核的电子围栏生成方法及系统

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050067840A (ko) * 2003-12-29 2005-07-05 소호연 전자울타리 시스템 및 그 제어방법
CN103136387A (zh) * 2011-11-25 2013-06-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 边界线图形检查处理系统及方法
KR20140024083A (ko) * 2012-08-17 2014-02-28 주식회사 독트라 Ｇｐｓ를 이용한 전자울타리 장치
CN105701241A (zh) * 2015-11-27 2016-06-22 中华电信股份有限公司 一种地理围栏自动修正方法
CN106650127A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 北京华大九天软件有限公司 一种自动将多段线转换成封闭图形的方法
CN106932805A (zh) * 2017-01-20 2017-07-07 广东侨兴宇航科技有限公司 一种适于移动设备应用的快速电子围栏方法
CN107610455A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 上海享骑电动车服务有限公司 电子围栏
CN108230664A (zh) * 2018-02-02 2018-06-29 辽宁友邦网络科技有限公司 基于虚拟电子围栏的车辆管理方法
CN108829095A (zh) * 2018-05-11 2018-11-16 云鲸智能科技（东莞）有限公司 地理围栏设置方法及限制机器人运动的方法
CN110070704A (zh) * 2018-01-22 2019-07-30 江苏迪纳数字科技股份有限公司 一种汽车行驶记录仪的电子围栏监控方法
EP3672206A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-24 Sony Mobile Communications Inc. A method for determining a geofence parameter of a geofence area related to a point of interest and related electronic device
CN111877444A (zh) * 2020-07-30 2020-11-03 柳州柳工挖掘机有限公司 一种挖掘机电子围墙配置方法、挖掘机控制器及挖掘机
CN113498016A (zh) * 2020-04-03 2021-10-12 北京金坤科创技术有限公司 一种电子围栏跨区检测方法
CN113938828A (zh) * 2021-10-19 2022-01-14 上海探寻信息技术有限公司 一种设备电子围栏的生成方法及装置
CN114140992A (zh) * 2021-12-06 2022-03-04 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 电子围栏预警方法、装置、计算机设备和存储介质

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050067840A (ko) * 2003-12-29 2005-07-05 소호연 전자울타리 시스템 및 그 제어방법
CN103136387A (zh) * 2011-11-25 2013-06-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 边界线图形检查处理系统及方法
KR20140024083A (ko) * 2012-08-17 2014-02-28 주식회사 독트라 Ｇｐｓ를 이용한 전자울타리 장치
CN105701241A (zh) * 2015-11-27 2016-06-22 中华电信股份有限公司 一种地理围栏自动修正方法
CN106650127A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 北京华大九天软件有限公司 一种自动将多段线转换成封闭图形的方法
CN106932805A (zh) * 2017-01-20 2017-07-07 广东侨兴宇航科技有限公司 一种适于移动设备应用的快速电子围栏方法
CN107610455A (zh) * 2017-09-06 2018-01-19 上海享骑电动车服务有限公司 电子围栏
CN110070704A (zh) * 2018-01-22 2019-07-30 江苏迪纳数字科技股份有限公司 一种汽车行驶记录仪的电子围栏监控方法
CN108230664A (zh) * 2018-02-02 2018-06-29 辽宁友邦网络科技有限公司 基于虚拟电子围栏的车辆管理方法
CN108829095A (zh) * 2018-05-11 2018-11-16 云鲸智能科技（东莞）有限公司 地理围栏设置方法及限制机器人运动的方法
EP3672206A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-24 Sony Mobile Communications Inc. A method for determining a geofence parameter of a geofence area related to a point of interest and related electronic device
CN113498016A (zh) * 2020-04-03 2021-10-12 北京金坤科创技术有限公司 一种电子围栏跨区检测方法
CN111877444A (zh) * 2020-07-30 2020-11-03 柳州柳工挖掘机有限公司 一种挖掘机电子围墙配置方法、挖掘机控制器及挖掘机
CN113938828A (zh) * 2021-10-19 2022-01-14 上海探寻信息技术有限公司 一种设备电子围栏的生成方法及装置
CN114140992A (zh) * 2021-12-06 2022-03-04 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 电子围栏预警方法、装置、计算机设备和存储介质

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHENG HENGYU等: "A real-time electronic fence monitoring algorithm based on Baidu maps", 《2017 13TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONIC MEASUREMENT & INSTRUMENTS (ICEMI)》 *
付其喜等: "自主飞行无人机地理围栏算法设计与实现", 《西安交通大学学报》 *
李昆等: "基于位置服务的共享自行车政府监管与服务平台设计与实现", 《全球定位系统》 *
谢东岑等: "无人机地理围栏越界探测算法改进与分析", 《航空工程进展》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115164914A (zh) * 2022-07-11 2022-10-11 北京中航世科电子技术有限公司 一种单兵作战用导航方法、系统、电子设备及介质
CN115164914B (zh) * 2022-07-11 2023-10-03 北京中航世科电子技术有限公司 一种单兵作战用导航方法、系统、电子设备及介质
CN116052223A (zh) * 2023-04-03 2023-05-02 浪潮通用软件有限公司 基于机器视觉识别作业区域人的方法、系统、设备及介质
CN116052223B (zh) * 2023-04-03 2023-06-30 浪潮通用软件有限公司 基于机器视觉识别作业区域人的方法、系统、设备及介质
CN116756262A (zh) * 2023-08-15 2023-09-15 北京博道焦点科技有限公司 基于地图兴趣点稽核的电子围栏生成方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN115239905B (zh) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115239905B (zh) 一种电子围栏和虚拟墙生成方法
US9852639B2 (en) Generating a mission plan for capturing aerial images with an unmanned aerial vehicle
US9797740B2 (en) Method of determining trajectories through one or more junctions of a transportation network
JP6321570B2 (ja) 屋内位置情報測位システム及び屋内位置情報測位方法
CN110914870B (zh) 图像网络的注释生成
CN107688908B (zh) 研判施工安全风险的方法及装置
CN105825719A (zh) 无人机巡查航线的生成方法及装置
JP2020500319A (ja) 機械学習とイメージプロセッシングを利用した地図製作装置
CN110896462B (zh) 一种视频监控集群的控制方法、装置、设备及存储介质
JP2014519606A (ja) 短距離において複数の曲がり角を曲がるための支援を備えるナビゲーションシステム
JP2018180359A (ja) ３次元地図データおよび制御装置
US20210341307A1 (en) Image processing method and apparatus, electronic device, and storage medium
JP5725908B2 (ja) 地図データ生成システム
CN113535865B (zh) 一种地图网格划分方法和电子设备
JP7144186B2 (ja) 置局場所候補選定システム
CN113468702A (zh) 管线排布方法、装置以及计算机可读存储介质
WO2020051713A1 (en) Camera control system and method of controlling a set of cameras
CN108388636B (zh) 基于自适应分段最小外接矩形的街景影像检索方法及装置
JP2011243076A (ja) 対象管理画像生成装置及び対象管理画像生成プログラム
CN106441269A (zh) 一种用于景区电子语音导游的区间定位方法
CN109635429B (zh) 路面机械设备及其施工区域提取方法、系统和存储介质
CN108268821A (zh) 一种室内外场景识别方法及装置
US8527200B2 (en) Visual aid for assisting a user in interpreting a digital map
US11408958B2 (en) Management device, management system, and position correction method
CN116295390A (zh) 飞行器的航线生成方法、装置、处理设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: Building 43, Zone A, Energy Conservation and Environmental Protection Innovation Park, No. 199, Hongwu Avenue, Tangqiao Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215600

Patentee after: Suzhou New Coordinates Intelligent Equipment Co.,Ltd.

Address before: 255086 4th floor, building 10, MEMS Industrial Park, No. 158, Zhongrun Avenue, Zibo City, Shandong Province

Patentee before: Shandong new coordinate Intelligent Equipment Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address