CN116124145A - 一种耙地路径规划方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种耙地路径规划方法、装置、设备及存储介质。本申请实施例提供的技术方案通过基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，并一次遍历所有候选关键点生成规划路径，基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径，并对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径，由于候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件，对候选关键点进行一次遍历即可得到连续的规划路径，不需要对规划路径进行重连操作，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。

Description

一种耙地路径规划方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及路径规划技术领域，尤其涉及一种耙地路径规划方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在农业作业工序中，土地播种之前多采用带耙具的拖拉机对土壤进行耙地操作，以疏松平整目标地块。传统耙地需要拖拉机手按照经验规则在目标地块内行驶，对不平整、不疏松的局部地块进行多次作业。一方面，这种人工耙地方式具有较大的随机性，容易出现泥土不均匀的情况，耙地效果一致性差，另一方面，大面积的耙地作业使驾驶员疲惫，增加了人力成本，对自动耙地操作的需求越来越迫切。

在自动耙地作业前需要进行耙地路径规划，即规划一条与地块边界无碰撞的耙地路径供自动拖拉机跟随。目前耙地路径的规划一般是在地块边界的外接矩形中规划出路径，然后将地块边界内的路径作为最终耙地路径。然而这种耙地路径规划方式确定的耙地路径需要对路径进行多次重连，导致耙地路径存在大量的原地掉头路径。

发明内容

本申请实施例提供一种耙地路径规划方法、装置、设备及存储介质，以解决相关技术中需要多次对路径进行重连，耙地路径存在大量的原地掉头路径的技术问题，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。

在第一方面，本申请实施例提供了一种耙地路径规划方法，包括：

基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，其中，所述候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件；

遍历所述候选关键点，基于所述候选关键点生成规划路径；

基于所述目标地块对所述规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径；

对所述裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

在第二方面，本申请实施例提供了一种耙地路径规划装置，包括关键点确定模块、路径规划模块、路径裁剪模块和路径平滑模块，其中：

所述关键点确定模块，用于基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，其中，所述候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件；

所述路径规划模块，用于遍历所述候选关键点，基于所述候选关键点生成规划路径；

所述路径裁剪模块，用于基于所述目标地块对所述规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径；

所述路径平滑模块，用于对所述裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

在第三方面，本申请实施例提供了一种耙地路径规划设备，包括：存储器以及一个或多个处理器；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的耙地路径规划方法。

在第四方面，本申请实施例提供了一种存储计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的耙地路径规划方法。

本申请实施例通过基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，并一次遍历所有候选关键点生成规划路径，基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径，并对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径，由于候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件，对候选关键点进行一次遍历即可得到连续的规划路径，不需要对规划路径进行重连操作，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种耙地路径规划方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的另一种耙地路径规划方法的流程图；

图3是本申请实施例提供的一种不同关键点数量组合下生成的规划路径示意图；

图4是本申请实施例提供的一种在14×21的候选关键点集下生成的规划路径示意图；

图5是本申请实施例提供的一种在外接矩形上确定的候选关键点示意图；

图6是本申请实施例提供的一种不同边界形状下的最短沿边路径示意图；

图7是本申请实施例提供的一种规划路径显示示意图；

图8是本申请实施例提供的一种裁剪路径显示示意图；

图9是本申请实施例提供的一种耙地路径显示示意图；

图10是本申请实施例提供的一种耙地路径规划装置的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的一种耙地路径规划设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时上述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。上述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

本申请提供的耙地路径规划方法可应用于自动化耙地过程中对耙地路径的规划过程，例如在控制农机进行自动耙地前，基于目标地块的外接矩形生成耙地路径，以供农机根据耙地路径进行自动跟随作业，旨在基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，并一次遍历所有候选关键点生成规划路径，基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径，并对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径，以减少耙地路径规划过程中对路径的重连操作，有效减少农机耙地过程中的转弯操作次数和转弯路径长度，提高耙地路径规划效果，提高耙地效率和效果。对于传统的耙地路径规划方式，一般是直接在目标地块的外接矩形上规划路径，然后将地块边界内的路径作为最终耙地路径。但是在外接矩形上规划路径时，在按照设定的连接规则连接关键点后，会存在部分关键点未加入规划路径的情况，需要从规划路径的终点处拐弯并重新连接未加入规划路径的关键点，直至所有关键点均加入规划路径，但是这种方式会导致最终耙地路径存在较多的重连路径，耙地路径存在大量的原地掉头路径，耙地路径规划效果较差。基于此，提供本申请实施例的一种耙地路径规划方法，以解决现有耙地路径规划存在大量的原地掉头路径，耙地路径规划效果较差的技术问题。

图1给出了本申请实施例提供的一种耙地路径规划方法的流程图，本申请实施例提供的耙地路径规划方法可以由耙地路径规划装置来执行，该耙地路径规划装置可以通过硬件和/或软件的方式实现，并集成在耙地路径规划设备中。

下述以耙地路径规划装置执行耙地路径规划方法为例进行描述。参考图1，该耙地路径规划方法包括：

S101：基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，其中，候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。

本方案提供的目标地块可理解为需要进行耙地路径规划的地块，目标地块的外接矩形可以是最小外接矩形，最小外接矩形可理解为目标地块的各个外接矩形中，面积最小的外接矩形。示例性的，在确定目标地块的外接矩形后，在外接矩形上确定多个等间距的候选关键点。

其中，外接矩形的四个边上均确定有多个候选关键点，外接矩形相同边以及对向的边上的候选关键点之间的距离相同，外接矩形相邻边上的候选关键点之间的距离可以相同，也可以不同。

本方案提供的候选关键点的关键点数量设置为满足设定的一次遍历条件。其中，在关键点数量满足一次遍历条件时，按照设定的连接规则依次连接候选关键点时，可一次性遍历所有候选关键点，此时所有候选关键点均加入了规划路径中。

S102：遍历候选关键点，基于候选关键点生成规划路径。

示例性的，在目标地块的外接矩形上确定多个等间距的候选关键点后，遍历所有候选关键点，从其中一个候选关键点出发，按照设定的连接规则依次连接每个候选关键点，得到由多个第一有向边依次连接而成的规划路径。其中，第一有向边基于前后遍历的两个候选关键点的连线确定，并且第一有向边的方向从在前的候选关键点指向在后的候选关键点。

例如，从其中一个候选关键点开始，按照设定的工作斜率(例如按照k和-k交替的工作斜率)依次连接候选关键点，最后一个候选关键点将连接到开始的候选关键点，得到由多个第一有向边组成的规划路径。可选的，可将最后一个候选关键点与开始的候选关键点对应的第一有向边断开(可按照设定的断开距离从开始候选关键点处断开最后一个第一有向边)，得到从第一个候选关键点作为起点的规划路径。

S103：基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径。

示例性的，在得到基于外接矩形上的候选关键点生成的规划路径后，基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径。即将规划路径中超出目标地块的部分裁减掉，此时，裁剪处理后得到的裁剪路径位于目标地块之内。

例如，基于目标地块的地块边界对规划路径的每个第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边，此时第二有向边将位于目标地块范围内，第二有向边的起点和终点位于目标地块的地块边界上。

S104：对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

示例性的，在得到裁剪路径后，由于裁剪路径中每个相邻的第二有向边的连接处为粗糙的折角，其并不能被农机正确跟随，需要对裁剪路径进行平滑处理，将裁剪路径的折角处调整为光滑的曲线，从而得到目标地块的耙地路径。例如对相邻的第二有向边的连接处进行平滑处理，将相邻的第二有向边的连接处调整为平滑的曲线，得到由第二有向边和曲线依次交替连接组成的耙地路径，此时相邻的第二有向边通过平滑的曲线进行连接，可被农机正确跟随。可选的，在确定耙地路径后，可控制农机按照耙地路径进行自动化耙地作业。

上述，通过基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，并一次遍历所有候选关键点生成规划路径，基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径，并对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径，由于候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件，对候选关键点进行一次遍历即可得到连续的规划路径，不需要对规划路径进行重连操作，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。

在上述实施例的基础上，图2给出了本申请实施例提供的另一种耙地路径规划方法的流程图，该耙地路径规划方法是对上述耙地路径规划方法的具体化。参考图2，该耙地路径规划方法包括：

S201：确定目标地块的最小的外接矩形，并确定外接矩形的尺寸。

S202：基于设定的关键点间距调整外接矩形的尺寸，以使基于关键点间距在外接矩形确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。

示例性的，在需要生成目标地块的耙地路径时，基于设定的最小外接矩形确定方式确定目标地块的最小的外接矩形，并确定最小的外接矩形的尺寸，即确定最小的外接矩形的第一边长和第二边长(例如最小的外接矩形的长度和宽度)。

可选的，最小的外接矩形的确定方式可基于角度搜索的方式进行。例如，确定目标地块在多个旋转角度下的简单外接矩形，并将面积最小的简单外接矩形确定为最小的外接矩形。其中，简单外接矩形可基于在对应旋转角度下，目标地块在纵轴和横轴上的最大以及最小值确定，即简单外接矩形为目标地块在对应旋转角度下边平行于纵轴或横轴的外接矩形。

进一步的，在确定外接矩形的尺寸后，根据设定的关键点间距调整外接矩形的尺寸，并使得基于设定的关键点间距在调整尺寸后的外接矩形上确定多个候选关键点后，所确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。本方案通过基于设定的关键点间距调整外接矩形的尺寸，从而使基于关键点间距在外接矩形确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件，减少在规划路径过程中需要重新连接未加入规划路径的候选关键点，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。

在一个可能的实施例中，本方案在基于设定的关键点间距调整外接矩形的尺寸时，包括步骤S2021-S2022：

S2021：基于设定的工作幅宽和工作斜率确定第一关键点间距和第二关键点间距。

S2022：基于第一关键点间距和第二关键点间距，调整外接矩形的第一边长和第二边长。

其中，本方案提供的工作幅宽可理解为在进行耙地过程中，农机在目标地块上相邻平行的工作路径之间的距离，工作斜率可理解为农机在进行耙地过程中，直线路径相对于横轴或纵轴，或相对于外接矩形的边的斜率。可选的，农机可基于工作斜率的正反值交替的顺序依次进行耙地操作，即在一个工作斜率为k的直线路径进行耙地操作并转弯后，按照工作斜率为-k的直线路径进行耙地操作，并依次反复移动进行耙地操作。本方案提供的第一关键点间距和第二关键点间距可理解为在外接矩形相邻两个边上的候选关键点之间的距离。外接矩形的第一边长和第二边长可理解为外接矩形上相邻的两个边长，并且第一边长和第二边长相互垂直。

可选的，工作幅宽可根据对目标地块的耙地操作要求或农机的工作幅宽要求设定工作幅宽，工作斜率可根据对目标地块的耙地操作进行设定，例如可将工作斜率设定为1，即农机在进行耙地的直线路径相对于横轴或纵轴的角度为45°。

示例性的，根据设定的工作幅宽和工作斜率，确定在外接矩形上的第一关键点间距和第二关键点间距。进一步的，根据上述确定的第一关键点间距和第二关键点间距，调整外接矩形的第一边长和第二边长，以使基于设定的关键点间距在调整第一边长和第二边长后的外接矩形上确定多个候选关键点后，所确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。在一个可能的实施例中，对外接矩形的第一边长和第二边长的调整方式，可以是增大外接矩形的第一边长和第二边长，也可以是缩小外接矩形的第一边长和第二边长。例如，可以分别根据第一关键点间距和第二关键点间距调整外接矩形的第一边长和第二边长，使得第一边长为第一关键点间距的整数倍，以及使得第二边长为第二关键点间距的整数倍，然后以第一关键点间距和/或第二关键点间距为调节幅度，对第一边长和/或第二边长进行调节，使得第一边长相对于第一关键点间距的第一倍数，与第二边长相对于第二关键点间距的第二倍数互质，从而满足一次遍历条件。本方案通过基于第一关键点间距和第二关键点间距调整外接矩形的第一边长和第二边长，实现对外接矩形的尺寸调整，并使得基于设定的关键点间距在调整尺寸后的外接矩形上确定多个候选关键点后，所确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。

在一个可能的实施例中，本方案提供的第一关键点间距和第二关键点间距可基于以下公式确定：

A＝Space/cos(θ)

B＝Space/sin(θ)

θ＝atan(k)

其中，A为第一关键点间距，B为第二关键点间距，Space为工作幅宽，θ为基于工作斜率k确定的夹角。

可以理解的是，在设定工作幅宽和工作斜率后，即可基于工作幅宽和工作斜率确定需要在外接矩形的相邻的边上所设定的候选关键点的关键点间距，有效提高候选关键点的确定效率，提高耙地路径规划效率。

在一个实施例中，本方案设定在外接矩形相邻的边上候选关键点的关键点数量互质的情况下，确定关键点数量满足设定的一次遍历条件。基于此，本方案在基于第一关键点间距和第二关键点间距调整外接矩形的第一边长和第二边长时，可以是将调整外接矩形的第一边长和第二边长调整至第一关键点间距和第二关键点间距的整数倍，并且调整后的第一边长和第二边长互质。例如，将外接矩形的第一边长与第一关键点间距的第一倍数，与外接矩形的第二边长与第二关键点间距的第二倍数互质，此时可确定基于设定关键点间距确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。

需要进行解释的是，本方案按照k和-k交替的工作斜率依次连接候选关键点得到规划路径，在确定规划路径的过程中，如果严格按照工作斜率k和-k交替选择下一个候选关键点，若候选关键点中存在循环结构，则不能够k和-k交替的规律一次遍历完成，假设定义外接矩形第一边长上的关键点数量为2m，外接矩形第二边长上的关键点数量为2n，m×n的点集表示第一边长上的关键点数量为2m、第二边长上的关键点数量为2n的候选关键点集合。如图3提供的不同关键点数量组合下生成的规划路径示意图所示，1×1和2×3的候选关键点集合能够严格按照工作斜率k和-k完成对候选关键点的一次遍历，2×2的候选关键点集合无法一次遍历候选关键点。对于2×2点集，传统的解决方式是，如果严格按照工作斜率k和-k筛选候选关键点后存在未遍历的候选关键点，则选择最近的未遍历候选关键点作为下一个关键点，继续进入循环，即对候选关键点进行重连操作。然而，这种方式会打破工作幅宽为Space的硬约束条件，且容易导致目标规划路径不确定。

如图4提供的一种在14×21的候选关键点集下生成的规划路径示意图所示，对14×21的候选关键点集严格按照工作斜率k和-k交替遍历候选关键点得到的规划路径，图中可确定14×21的候选关键点集对应7条独立路径，即需要6次重连操作才能完成所有关键点的遍历，对图4的路径沿着独立路径重叠的点进行切割，分成等量的6个单元，其中，每个单元中的7条独立路径均由7个独立的平行四边形组成，14×21的点集的每条独立路径均有6个独立的平行四边形相连组成。另外，每个单元不可再切割，则每个单元中独立平行四边形的数目对应的是m×n的候选关键点集对应的独立路径数目。若要一次遍历所有候选关键点，需要将单元中的独立平行四边形的数目设置为1。图4中m＝14＝2×7，n＝3×7，独立单元数＝2×3＝6，独立路径数目＝7，即独立路径数目为m和n的最大公因数，因此，m和n互质即为一次遍历所有候选关键点的充分必要条件。其中，m和n的最大公因数的判断可以使用辗转相除法，其对应的时间复杂度为O(log(max(m,n)))，空间复杂度为O(1)。

在一个可能的实施例中，在基于设定的工作幅宽和工作斜率确定第一关键点间距和第二关键点间距后，确定外接矩形的第一边长与第一关键点间距的第一倍数，以及外接矩形的第二边长与第二关键点间距的第二倍数，若第一倍数和第二倍数互质，则不需要再调整外接矩形的尺寸，若第一倍数和第二倍数不互质，则可通过自增或自减外接矩形的第一边长和/或第二边长的方式，使得第一倍数和第二倍数互质，以使得后续确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。可以理解的是，从[1,20000]的范围中随机抽取两个边长上的关键点数量m,n，如果m,n不互质，则让m或者n自增1再进行判断，直到m,n互质，每次测试平均需要0.57次自增，最多需要9次自增即可确定互质的m,n，而自增数目较大的情况大多出现在m,n同时较大的时候，在大地块的耙地路径规划中，9次自增后的外接矩形相对目标地块的偏离较小，可通过后续的裁剪操作矫正规划路径超出目标地块的部分，在保证一次遍历候选关键点即可确定规划路径的同时，有效保证耙地路径的生成质量。

本方案通过调整外接矩形的尺寸使得外接矩形相邻的边上候选关键点的关键点数量互质，保证关键点数量满足设定的一次遍历条件，对候选关键点进行一次遍历即可得到连续的规划路径，不需要对规划路径进行重连操作，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。

S203：基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，其中，候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。

在一个实施例中，本方案在基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点时，可以是基于设定的关键点间距，在目标地块的外接矩形上确定多个等间距的候选关键点，其中，多个候选关键点在外接矩形上质心对称。

示例性的，按照上述确定的第一关键点间距在外接矩形的第一边长上确定多个候选关键点。其中，外接矩形存在两个第一边长上，并且两个第一边长上确定的候选关键点数量一致。同时，按照上述确定的第二关键点间距在外接矩形的第二边长上确定多个候选关键点。其中，外接矩形存在两个第二边长上，并且两个第二边长上确定的候选关键点数量一致。并且，全部候选关键点在外接矩形上呈质心对称布置。同时，在外接矩形相邻的第一边长和第二边长上的候选关键点的关键点数量互质。本方案通过将候选关键点设置为在外接矩形上质心对称，每个候选关键点在工作斜率k处都有唯一关联的候选关键点，在工作斜率-k处也都有唯一关联的候选关键点，此时能够保证沿着工作斜率k和-k交替选取候选关键点就能遍历所有关键点，那么每个候选关键点的所连接的前后两个候选关键点都能独立计算得到，这为耙地路径的大规模并行计算提供了可能，在大地块、小幅宽场景下，可通过路径的并行计算提高耙地路径的计算效率。

如图5提供的一种在外接矩形上确定的候选关键点示意图所示，其中，在设定工作幅宽Space和工作斜率k后，可确定在外接矩形的第一边长L1上的第一关键点间距A＝Space/cos(θ)，在外接矩形的第二边长L2上的第二关键点间距B＝Space/sin(θ)，可将外接矩形的第一边长L1调整为第一关键点间距A的整数倍，以及将外接矩形的第二边长L2调整为第二关键点间距B的整数倍，并使得第一边长L1和第二边长L2互质。按照第一关键点间距A在外接矩形的第一边长上确定多个候选关键点，并且两端的候选关键点与最近的第二边长的距离的A/2。按照第二关键点间距B在外接矩形的第二边长上确定多个候选关键点，并且两端的候选关键点与最近的第二边长的距离的B/2。

S204：从设定的候选关键点出发，遍历各个候选关键点，依次连接候选关键点生成规划路径，其中，规划路径中相邻的第一有向边的有向边斜率相反。

示例性的，设定作为路径起点的候选关键点，并从设定的候选关键点出发，按照工作斜率正反交替的顺序遍历各个候选关键点，依次连接候选关键点生成规划路径。可选的，若最后一个遍历的候选关键点与作为路径起点的候选关键点的连线斜率为工作斜率或与工作斜率相反，可将这两个候选关键点相连。可选的，作为路径起点的候选关键点可以是随机确定，也可以是基于农机所在位置，或预计的耙地起点进行确定。

其中，前后遍历选取的到两个候选关键点所连接的线段为第一有向边，第一有向边的起点和终点为遍历选取的前后两个候选关键点，并且第一有向边的方向由起点指向终点，规划路径中相邻的第一有向边的有向边斜率相反，即对于一个候选关键点所连接的两个第一有向边的有向边斜率相反(其中一个有向边的有向边斜率与工作斜率k一致，另一个有向边的有向边斜率与工作斜率k相反，即为-k)。本方案按照工作斜率正反交替的顺序遍历各个候选关键点生成规划路径，由于外接矩形上候选关键点的对称特性，每个候选关键点在斜率k和斜率-k均有唯一关联的候选关键点，每个第一有向边的计算并不依赖于上一个第一有向边的确定，每个候选关键点的第一有向边的计算都可独立进行，各个候选关键点的第一有向边的计算可并行处理，规划路径的计算更高效。

S205：基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径。

在一个可能的实施例中，本方案在基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径时，包括：遍历规划路径中的各个第一有向边，根据第一有向边与目标地块的相对位置，对第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边，并基于各个第二有向边得到裁剪路径。

示例性的，遍历规划路径中的各个第一有向边，对于每个第一有向边，确定第一有向边与目标地块的地块边界之间的相对位置，并根据相对位置对第一有向边进行裁剪，例如确定第一有向边与目标地块的地块边界的交点，并根据第一有向边与目标地块的边界的交点裁剪第一有向边，得到裁剪后的得到第二有向边，此时第一有向边在地块边界之外的部分被裁减掉，剩下位于地块边界内的部分即为第二有向边，并且部分第二有向边对应的起点和终点位于地块边界上(原第一有向边与地块边界的交点)，另一部分第二有向边对应的起点或终点位于地块边界内(原第一有向边的起点或终点位于地块边界之内)。在遍历所有第一有向边后，裁剪后得到的第二有向边形成对规划路径进行裁剪处理得到的裁剪路径。可以理解的是，在第一有向边与地块边界未存在交点时，可删除该第一有向边。本方案通过根据第一有向边与目标地块的边界的交点进行裁剪处理，将规划路径内缩到目标地块所在范围内得到裁剪路径，保证裁剪路径位于目标地块内，减少裁剪路径与地块边界的碰撞情况，保证耙地路径生成质量。

在一个可能的实施例中，本方案在根据第一有向边与目标地块的相对位置，对第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边时，包括：

在所述第一有向边的起点在所述目标地块的地块边界内的情况下，将所述起点加入裁剪路径点集中；和/或在所述第一有向边与所述目标地块的地块边界存在单个边界交点的情况下，将所述边界交点加入裁剪路径点集中；和/或在所述第一有向边与所述目标地块的地块边界存在多个边界交点的情况下，将距离起点最近的边界交点，以及距离起点最远的边界交点加入裁剪路径点集中；和/或在所述第一有向边的终点为最后一个候选关键点，并且所述终点在所述目标地块的地块边界内的情况下，将所述终点加入裁剪路径点集中；以及，基于所述裁剪路径点集生成多个第二有向边。

示例性的，遍历规划路径中的各个第一有向边，判断第一有向边是否存在满足以上任一条件的点，并将满足条件的点加入到裁剪路径点集中，并基于裁剪路径点集中加入的点依次连接生成多个第二有向边，从而基于各个第二有向边得到裁剪路径。

例如，初始化裁剪路径点集，初始化的裁剪路径点集为空集。对于一个第一有向边，判断第一有向边的起点是否在地块边界内，若起点在地块边界之内，则将该起点加入裁剪路径点集中，可选的，若起点在地块边界上，可认为起点在地块边界之内并将该起点加入裁剪路径点集。然后判断第一有向边与地块边界是否存在交点，以及交点的数量，若第一有向边与地块边界不存在交点，可认为第一有向边在目标地块之外，可舍弃该第一有向边。若第一有向边与地块边界存在单个边界交点，则将该边界交点加入裁剪路径点集中，若第一有向边与地块边界存在多个边界交点，则确定距离起点最近的边界交点，以及距离起点最远的边界交点，并将这距离起点最近和最远的边界交点依次加入裁剪路径点集中。然后判断第一有向边的终点是否为最后一个候选关键点，若是，则判断该终点是否在地块边界内，若是，则将该终点加入裁剪路径点集中。

可以理解的是，在调整外接矩形的尺寸时，可以是先对外接矩形的第一边长和第二边长进行缩小处理，以使第一边长调整为第一关键点间距的整数倍，并使第二边长调整为第二关键点间距的整数倍，然后以第一关键点间距和/或第二关键点间距为调整幅度调整第一边长和/或第二边长，以满足一次遍历条件。此时，会存在由于缩小了外接矩形的边长导致部分候选关键点位于地块边界之内的情况，此时基于这些部分候选关键点得到的第一有向边的起点或终端会位于地块边界之内(在裁剪阶段会保留第一有向边在地块边界内的部分)，还会存在由于增大了外接矩形的边长导致部分候选关键点位于地块边界之外的情况，此时基于这些部分候选关键点得到的第一有向边的起点或终端会位于地块边界之外(在裁剪阶段会将第一有向边超出地块边界的部分裁减掉)。可以理解的是，在调整外接矩形的尺寸时，若不对外接矩形的边长进行缩小处理，只对外接矩形的边长进行放大处理，各个候选关键点均位于地块边界之外。

在遍历全部第一有向边后，依次连接裁剪路径点集中的点，得到多个有前后加入裁剪路径点集的点连接而成的第二有向边，并且第二有向边的方向从在前加入裁剪路径点集的点(第二有向边的起点)指向在后加入裁剪路径点集的点(第二有向边的终点)。此时，可由这些第二有向边依次连接形成本方案提供的裁剪路径。本方案通过根据第一有向边的起点和终点与地块边界的相对位置，以及第一有向边与地块边界的交点情况，确定对第一有向边的裁剪处理方式，正确地将规划路径内缩到目标地块所在范围内，有效减少裁剪路径与地块边界的碰撞情况。

S206：遍历裁剪路径中的各个第二有向边，将第二有向边更新为最短沿边路径。

本方案提供的最短沿边路径可理解为给定边界G和边界上的两点P_A、P_B，在边界G及其内部从P_A到P_B的最短路径。示例性的，在得到裁剪路径后，遍历裁剪路径中的每个第二有向边，并将第二有向边更新为最短沿边路径。例如，第一有向边与目标地块的地块边界存在多个边界交点时，生成的第二有向边为从距离起点最近的边界交点指向距离起点最远的边界交点，若直接连接这两个边界交点，第二有向边将超出地块边界，此时将第二有向边更新为最短沿边路径，可向第二有向边超出地块边界的部分内缩到地块边界上。此时，更新为最短沿边路径后的裁剪路径中的各个第二有向边均位于目标地块内，或者是沿着地块边界布置，有效减少裁剪路径超出地块边界的情况，提高耙地路径生成质量。同时，将第二有向边更新为最短沿边路径，有效减少在非凸地块中生成的裁剪路径超出地块边界的情况，减少农机在非凸地块上基于生成的耙地路径进行工作与地块边界发生碰撞的情况。

在一个可能的实施例中，本方案在将第二有向边更新为最短沿边路径时，包括S2061-S2063：

S2061：在第二有向边超出目标地块的情况下，将第二有向边更新为从起点开始，沿目标地块的边界前进至终点的最短沿边路径。

S2062：在第二有向边在目标地块内的情况下，将第二有向边更新为从起点开始，直线连接至终点的最短沿边路径。

S2063：在第二有向边部分超出目标地块的情况下，将第二有向边更新为从起点开始，沿目标地块的边界前进至地块峰点，并直线连接至终点的最短沿边路径，或将第二有向边更新为从起点开始，直线连接至地块峰点，并沿目标地块的边界前进至终点的最短沿边路径。

示例性的，遍历裁剪路径中的每个第二有向边，根据第二有向边与地块边界的相对位置，确定对应的最短沿边路径。例如，在第二有向边完全超出目标地块时，此时第二有向边中起点和终点的连线会超出地块边界，则将第二有向边更新为从起点开始，沿目标地块的边界前进至终点的最短沿边路径。在第二有向边在目标地块内时，第二有向边中起点和终点的连线不会超出地块边界，则将第二有向边更新为从起点开始，直线连接至终点的最短沿边路径。在第二有向边部分超出目标地块时，第二有向边中起点和终点的连线会部分超出地块边界，部分在地块边界内，则将第二有向边更新为从起点开始，沿目标地块的边界前进至地块峰点，并直线连接至终点的最短沿边路径，或将第二有向边更新为从起点开始，直线连接至地块峰点，并沿目标地块的边界前进至终点的最短沿边路径。其中，地块峰点可以是地块边界中向目标地块内部凹陷的峰点。本方案通过根据第二有向边与地块边界的相对位置确定对应的最短沿边路径，有效减少裁剪路径超出地块边界的情况，提高耙地路径生成质量。

如图6提供的一种不同边界形状下的最短沿边路径示意图所示，其中阴影部分为边界内侧(即目标地块内部)，G1部分为凹边界，其中起点D11和终点D12直接相连会超出地块边界，此时最短沿边路径为从起点D11始，沿边界前进至终点D12对应的沿边路径L11。G2部分为凹边界，其中起点D21和终点D22直接相连不会超出地块边界，此时最短沿边路径为起点D21开始，直线连接至终点D22对应的沿边路径L21。G3部分为一种齿状边界，其中起点D31和终点D32直接相连会部分超出地块边界一段距离后进入目标地块内部，此时最短沿边路径为从起点D31开始，直线连接至地块峰点D33，并沿目标地块的边界前进至终点D32对应的沿边路径L31。G4部分为另一种齿状边界，其中起点D41和终点D42直接相连会在目标地块内部一段距离后部分超出地块边界，此时最短沿边路径为从起点D41开始，沿目标地块的边界前进至地块峰点D43，并直线连接至终点D42对应的沿边路径L41。

S207：对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

在一个可能的实施例中，本方案在对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径时，包括S2071-S2072：

S2071：在裁剪路径相邻的第二有向边的长度达到设定长度阈值的情况下，基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行圆形拟合处理。

S2072：在裁剪路径相邻的第二有向边的长度未达到设定长度阈值，且存在平行结构的情况下，基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行杜宾斯拟合处理。

示例性的，对裁剪路径中每个相邻的第二有向边以及折弯处(例如最短沿边路径在地块峰点处的折弯)，确定在裁剪路径相邻的第二有向边的长度，或者是折弯处两边的长度，确定该长度是否达到设定长度阈值，并在该长度达到设定长度阈值时，基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行圆形拟合处理，此时相邻的第二有向边连接处或最短沿边路径的折弯处将按照设定的转弯路径进行平滑过渡。其中，转弯半径可基于农机的转弯操作所需要的最小转弯半径进行设定。

而在裁剪路径相邻的第二有向边的长度，或者是折弯处两边的长度未达到设定长度阈值，并且相邻的第二有向边长度存在平行结构时，则基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行杜宾斯(Dubins)拟合处理，此时相邻的第二有向边连接处或最短沿边路径的折弯处将按照生成的杜宾斯曲线作为转弯路径进行平滑过渡。其中，相邻的第二有向边长度存在平行结构时，第二有向边与在后第二个第二有向边平行或接近平行，并且在后的第一个第二有向边的长度小于设定长度阈值。本方案根据第二有向边的长度情况确定对裁剪路径的平滑处理方式，保证农机可正确按照生成的耙地路径进行移动作业，保证耙地路径生成质量。

在一个可能的实施例中，本方案在基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行杜宾斯拟合处理之后，还可将杜宾斯拟合处理得到的转弯路径向目标地块内部移动，以使转弯路径移动至目标地块内部。

示例性的，在对第二有向边进行杜宾斯拟合处理后，确定生成的转弯路径(杜宾斯曲线)是否与地块边界存在交点或是否超出目标地块，并在转弯路径与地块边界存在交点，或是存在超出目标地块的部分时，将杜宾斯拟合处理得到的转弯路径向目标地块内部移动，直至转弯路径移动至与地块边界不存在交点，或者是转弯路径移动至目标地块内部。本方案通过将杜宾斯拟合处理得到的转弯路径向目标地块内部移动，减少耙地路径超出地块边界导致农机无法正常进行自动耙地操作的情况，有效保证耙地路径生成质量，

可以理解的是，在生成规划路径时，为了满足对候选关键点的一次遍历条件，对外接矩形的调整导致的候选关键点数量的改变，可能使得某些原本在地块边界内的候选关键点被移动到地块边界之外，但是在对规划路径进行裁剪处理后，裁剪路径的所有第二有向边都被限制在地块边界之内。因此，无论规划路径的形状如何，裁剪路径均在目标地块之内，有效减少裁剪路径与地块边界的碰撞。

在一个可能的实施例中，本方案在基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点之前，还可按照设定的内缩幅度对目标地块的外接矩形进行内缩处理。示例性的，在基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点之前，先按照设定的内缩幅度对目标地块的外接矩形进行内缩处理，使得内缩后的外接矩形与目标地块的地块边界之间保持一定的安全距离，减少后续生成的规划路径、裁剪路径和耙地路径与地块边界相交的情况，保证耙地路径的生成质量。

在一个可能的实施例中，可将工作斜率设置为k＝1，对应的，基于工作斜率k确定的夹角θ＝π/4。此时，规划路径相邻第一有向边之间的夹角为直角，在平滑路径中的原地掉头的路径只会出现在两平行线之间路径过短的情况。只有目标地块的外接矩形的四个角周围会产生原地掉头路径，此时可采用杜宾斯拟合处理对掉头路径进行平滑处理，可有效保减少原地掉头的路径，有效节省耙地过程中的转弯耗时，提高耙地作业效率。

如图7提供的一种规划路径显示示意图所示，图中D为目标地块对应的地块边界，S为目标地块的外接矩形(最小外接矩形)，L71为基于外接矩形上的候选关键点生成的规划路径(图中为了方便观察，将规划路径的起点进行了延长处理，并对规划路径的终点进行了内缩处理)。

如图8提供的一种裁剪路径显示示意图所示，其中，根据图7提供的规划路径中各个第一有向边与目标地块的边界的交点进行裁剪处理得到裁剪路径L81(图中为了方便观察，将裁剪路径的起点进行了延长处理，并对裁剪路径的终点进行了内缩处理)，并且裁剪路径L81中的各个第二有向边均更新为对应的最短沿边路径，可见此时裁剪路径L81均位于目标地块对应的地块边界范围内。

如图9提供的一种耙地路径显示示意图所示，在图8中裁剪路径的基础上进行平滑处理后得到的耙地路径L91(图中为了方便观察，将耙地路径的起点进行了延长处理，并对耙地路径的终点进行了内缩处理)，其中，得到的耙地路径L91包括第二有向边对应的直线路径和平滑处理得到的转弯路径。

其中，候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件确保了规划路径的生成不受起点位置的影响，即不论规划路径的起点设置在什么位置，规划得到的规划路径都是一致的。由于规划路径的生成过程不会产生对候选关键点的重连操作，规划路径平行的第一有向边之间的距离能严格保证为设定的工作幅宽，生成的规划路径更规整，为耙地功能的拓展提供了可能。例如，给定耙地路径的起点和方向，可基于耙地路径的起点和方向挑选最符合的两个候选关键点确定规划路径的起点和方向。另外，规划路径的生成不受起点位置影响，有利于耙地操作的暂停和继续作业，无需提前存储整个耙地路径，只需给出相同的参数(工作幅宽和工作斜率)，并基于设定的起点重新生成规划路径即可生成从暂停位置开始的耙地路径，有效提高耙地作业的灵活性和效率。

同时，在生成规划路径时，将外接矩形变换成多个独立的候选关键点，将连续空间问题转变为离散空间的TSP问题(Traveling Salesman Problem，旅行推销员问题)。规划路径的求解有一次遍历的充要条件支撑，又有明显的并行特性，在求解裁剪路径时，首先计算规划路径中每个第一有向边与地块边界的交点，然后使用最短沿边路径对每条剪切后得到的第二有向边进行更新处理，每个有向边的处理都是独立的，具有明显的并行特性。在求解耙地路径时，一次平滑操作可能会平滑多个路径点，但只会关联到相邻的几个点，亦具有一定的并行特性，可基于平行计算处理方式计算规划路径、裁剪路径和耙地路径，在保证耙地路径规划质量的同时，有效减少耙地路径规划的耗时，提高耙地路径规划效率。

同时，本方案提供的关键点数量满足一次遍历条件，提高了规划路径的规整性，确保了目标地块内的路径主体不会受地块形状影响而违反工作幅宽的硬约束，有效减少路径位姿错乱的情况，并且最短沿边路径的更新可有效确保裁剪路径和耙地路径的边永远保持在目标地块之内，满足对耙地过程中的碰撞约束，可适用于非凸多边形地块上的耙地路径规划。

上述，通过基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，并一次遍历所有候选关键点生成规划路径，基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径，并对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径，由于候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件，对候选关键点进行一次遍历即可得到连续的规划路径，不需要对规划路径进行重连操作，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。同时，通过基于设定的关键点间距调整外接矩形的尺寸，从而使基于关键点间距在外接矩形确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。并且根据第一有向边与目标地块的边界的交点进行裁剪处理，将规划路径内缩到目标地块所在范围内得到裁剪路径，保证裁剪路径位于目标地块内，减少裁剪路径与地块边界的碰撞情况，有效提高耙地效率，降低人力成本。

图10给出了本申请实施例提供的一种耙地路径规划装置的结构示意图。参考图10，该耙地路径规划装置包括关键点确定模块31、路径规划模块32、路径裁剪模块33和路径平滑模块34。

其中，关键点确定模块31，用于基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，其中，候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件；路径规划模块32，用于遍历候选关键点，基于候选关键点生成规划路径；路径裁剪模块33，用于基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径；路径平滑模块34，用于对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

上述，通过基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，并一次遍历所有候选关键点生成规划路径，基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径，并对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径，由于候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件，对候选关键点进行一次遍历即可得到连续的规划路径，不需要对规划路径进行重连操作，有效减少耙地路径中的原地掉头路径，提高耙地路径规划效果。

在一个可能的实施例中，在外接矩形相邻的边上候选关键点的关键点数量互质的情况下，满足设定的一次遍历条件。

在一个可能的实施例中，耙地路径规划装置还包括矩形调整模块，用于在述基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点之前：

确定目标地块的最小的外接矩形，并确定外接矩形的尺寸；

基于设定的关键点间距调整外接矩形的尺寸，以使基于关键点间距在外接矩形确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。

在一个可能的实施例中，矩形调整模块在基于设定的关键点间距调整外接矩形的尺寸，包括：

基于设定的工作幅宽和工作斜率确定第一关键点间距和第二关键点间距；

基于第一关键点间距和第二关键点间距，调整外接矩形的第一边长和第二边长。

在一个可能的实施例中，第一关键点间距和第二关键点间距基于以下公式确定：

A＝Space/cos(θ)

B＝Space/sin(θ)

θ＝atan(k)

其中，A为第一关键点间距，B为第二关键点间距，Space为工作幅宽，θ为基于工作斜率k确定的夹角。

在一个可能的实施例中，关键点确定模块31在基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点时，包括：

基于设定的关键点间距，在目标地块的外接矩形上确定多个等间距的候选关键点，其中，多个候选关键点在外接矩形上质心对称。

在一个可能的实施例中，路径规划模块32在遍历候选关键点，基于候选关键点生成规划路径时，包括：

从设定的候选关键点出发，遍历各个候选关键点，依次连接候选关键点生成规划路径，其中，规划路径中相邻的第一有向边的有向边斜率相反。

在一个可能的实施例中，路径裁剪模块33在基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径时，包括：

遍历规划路径中的各个第一有向边，根据第一有向边与目标地块的相对位置，对第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边，并基于各个第二有向边得到裁剪路径。

在一个可能的实施例中，路径裁剪模块33在根据第一有向边与目标地块的相对位置，对第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边时，包括：

在所述第一有向边的起点在所述目标地块的地块边界内的情况下，将所述起点加入裁剪路径点集中；

在所述第一有向边与所述目标地块的地块边界存在单个边界交点的情况下，将所述边界交点加入裁剪路径点集中；

在所述第一有向边与所述目标地块的地块边界存在多个边界交点的情况下，将距离起点最近的边界交点，以及距离起点最远的边界交点加入裁剪路径点集中；

在所述第一有向边的终点为最后一个候选关键点，并且所述终点在所述目标地块的地块边界内的情况下，将所述终点加入裁剪路径点集中；

基于所述裁剪路径点集生成多个第二有向边。

在一个可能的实施例中，路径裁剪模块33在对所述第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边之后，还包括：

遍历裁剪路径中的各个第二有向边，将第二有向边更新为最短沿边路径。

在一个可能的实施例中，路径裁剪模块33在将第二有向边更新为最短沿边路径时，包括：

在第二有向边超出目标地块的情况下，将第二有向边更新为从起点开始，沿目标地块的边界前进至终点的最短沿边路径；

在第二有向边在目标地块内的情况下，将第二有向边更新为从起点开始，直线连接至终点的最短沿边路径；

在第二有向边部分超出目标地块的情况下，将第二有向边更新为从起点开始，沿目标地块的边界前进至地块峰点，并直线连接至终点的最短沿边路径，或将第二有向边更新为从起点开始，直线连接至地块峰点，并沿目标地块的边界前进至终点的最短沿边路径。

在一个可能的实施例中，路径平滑模块34在对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径时，包括：

在裁剪路径相邻的第二有向边的长度达到设定长度阈值的情况下，基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行圆形拟合处理；

在裁剪路径相邻的第二有向边的长度未达到设定长度阈值，且存在平行结构的情况下，基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行杜宾斯拟合处理。

在一个可能的实施例中，路径平滑模块34在基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行杜宾斯拟合处理之后，还包括：将杜宾斯拟合处理得到的转弯路径向目标地块内部移动，以使转弯路径移动至目标地块内部。

在一个可能的实施例中，耙地路径规划装置还包括矩形内缩模块，用于在基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点之前，按照设定的内缩幅度对目标地块的外接矩形进行内缩处理。

值得注意的是，上述耙地路径规划装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。

本申请实施例还提供了一种耙地路径规划设备，该耙地路径规划设备可集成本申请实施例提供的耙地路径规划装置。图11是本申请实施例提供的一种耙地路径规划设备的结构示意图。参考图11，该耙地路径规划设备包括：输入装置43、输出装置44、存储器42以及一个或多个处理器41；存储器42，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器41执行，使得一个或多个处理器41实现如上述实施例提供的耙地路径规划方法。其中输入装置43、输出装置44、存储器42和处理器41可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。

存储器42作为一种计算设备可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请任意实施例提供的耙地路径规划方法对应的程序指令/模块(例如，耙地路径规划装置中的关键点确定模块31、路径规划模块32、路径裁剪模块33和路径平滑模块34)。存储器42可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器42可进一步包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置43可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置44可包括显示屏等显示设备。

处理器41通过运行存储在存储器42中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的耙地路径规划方法。

上述提供的耙地路径规划装置、设备和计算机可用于执行上述任意实施例提供的耙地路径规划方法，具备相应的功能和有益效果。

本申请实施例还提供一种存储计算机可执行指令的存储介质，上述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述实施例提供的耙地路径规划方法，该耙地路径规划方法包括：基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，其中，候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件；遍历候选关键点，基于候选关键点生成规划路径；基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径；对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到第一计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给第一计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种存储计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上提供的耙地路径规划方法，还可以执行本申请任意实施例所提供的耙地路径规划方法中的相关操作。

上述实施例中提供的耙地路径规划装置、设备及存储介质可执行本申请任意实施例所提供的耙地路径规划方法，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的耙地路径规划方法。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里提供的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (17)

1.一种耙地路径规划方法，其特征在于，包括：

基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，其中，所述候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件；

遍历所述候选关键点，基于所述候选关键点生成规划路径；

基于所述目标地块对所述规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径；

对所述裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

2.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，在所述外接矩形相邻的边上所述候选关键点的关键点数量互质的情况下，满足设定的一次遍历条件。

3.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点之前，还包括：

确定目标地块的最小的外接矩形，并确定所述外接矩形的尺寸；

基于设定的关键点间距调整所述外接矩形的尺寸，以使基于所述关键点间距在所述外接矩形确定的候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件。

4.根据权利要求3所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于设定的关键点间距调整所述外接矩形的尺寸，包括：

基于设定的工作幅宽和工作斜率确定第一关键点间距和第二关键点间距；

基于所述第一关键点间距和所述第二关键点间距，调整所述外接矩形的第一边长和第二边长。

5.根据权利要求4所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述第一关键点间距和所述第二关键点间距基于以下公式确定：

A＝Space/cos(θ)

B＝Space/sin(θ)

θ＝atan(k)

其中，A为第一关键点间距，B为第二关键点间距，Space为工作幅宽，θ为基于工作斜率k确定的夹角。

6.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，包括：

基于设定的关键点间距，在目标地块的外接矩形上确定多个等间距的候选关键点，其中，多个所述候选关键点在所述外接矩形上质心对称。

7.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述遍历所述候选关键点，基于所述候选关键点生成规划路径，包括：

从设定的候选关键点出发，遍历各个所述候选关键点，依次连接所述候选关键点生成规划路径，其中，规划路径中相邻的第一有向边的有向边斜率相反。

8.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于所述目标地块对所述规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径，包括：

遍历所述规划路径中的各个第一有向边，根据所述第一有向边与所述目标地块的相对位置，对所述第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边，并基于各个第二有向边得到裁剪路径。

9.根据权利要求8所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述根据所述第一有向边与所述目标地块的相对位置，对所述第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边，包括：

在所述第一有向边的起点在所述目标地块的地块边界内的情况下，将所述起点加入裁剪路径点集中；和/或

在所述第一有向边与所述目标地块的地块边界存在单个边界交点的情况下，将所述边界交点加入裁剪路径点集中；和/或

在所述第一有向边与所述目标地块的地块边界存在多个边界交点的情况下，将距离起点最近的边界交点，以及距离起点最远的边界交点加入裁剪路径点集中；和/或

在所述第一有向边的终点为最后一个候选关键点，并且所述终点在所述目标地块的地块边界内的情况下，将所述终点加入裁剪路径点集中；

以及，基于所述裁剪路径点集生成多个第二有向边。

10.根据权利要求8所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述对所述第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边之后，还包括：

遍历所述裁剪路径中的各个第二有向边，将所述第二有向边更新为最短沿边路径。

11.根据权利要求10所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述将所述第二有向边更新为最短沿边路径，包括：

在所述第二有向边超出所述目标地块的情况下，将所述第二有向边更新为从起点开始，沿所述目标地块的边界前进至终点的最短沿边路径；

在所述第二有向边在所述目标地块内的情况下，将所述第二有向边更新为从起点开始，直线连接至终点的最短沿边路径；

在所述第二有向边部分超出所述目标地块的情况下，将所述第二有向边更新为从起点开始，沿所述目标地块的边界前进至地块峰点，并直线连接至终点的最短沿边路径，或将所述第二有向边更新为从起点开始，直线连接至地块峰点，并沿所述目标地块的边界前进至终点的最短沿边路径。

12.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述对所述裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径，包括：

在所述裁剪路径相邻的第二有向边的长度达到设定长度阈值的情况下，基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行圆形拟合处理；

在所述裁剪路径相邻的第二有向边的长度未达到设定长度阈值，且存在平行结构的情况下，基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行杜宾斯拟合处理。

13.根据权利要求12所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于设定的转弯半径对相邻的第二有向边进行杜宾斯拟合处理之后，还包括：

将杜宾斯拟合处理得到的转弯路径向目标地块内部移动，以使所述转弯路径移动至所述目标地块内部。

14.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点之前，还包括：

按照设定的内缩幅度对目标地块的外接矩形进行内缩处理。

15.一种耙地路径规划装置，其特征在于，包括关键点确定模块、路径规划模块、路径裁剪模块和路径平滑模块，其中：

所述关键点确定模块，用于基于目标地块的外接矩形确定多个等间距的候选关键点，其中，所述候选关键点的关键点数量满足设定的一次遍历条件；

所述路径规划模块，用于遍历所述候选关键点，基于所述候选关键点生成规划路径；

所述路径裁剪模块，用于基于所述目标地块对所述规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径；

所述路径平滑模块，用于对所述裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

16.一种耙地路径规划设备，其特征在于，包括：存储器以及一个或多个处理器；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-14任一项所述的耙地路径规划方法。

17.一种存储计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-14任一项所述的耙地路径规划方法。

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