CN116412832A - 一种环卫车贴边清扫的路径规划方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环卫车贴边清扫的路径规划方法、装置、设备及介质，包括：获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，其中，所述有向拓扑图包括路沿交叉位置的标记节点、由路沿抽象成的边、以及边与节点组成的封闭图形；对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合；获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划，解决了全局规划不能完全覆盖所有路沿的问题。

Description

一种环卫车贴边清扫的路径规划方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉涉及路径规划领域，特别涉及一种环卫车贴边清扫的路径规划方法、装置、设备及介质。

背景技术

路径规划技术是智能环卫车技术的重要组成部分，其中全局路径规划是在已知全局环境的情况下，根据算法搜索出一条最优或接近最优的工作路径，环卫车的全局路径规划主要为全遍历路径规划。全局路径的更新频率不需要很高，也可以选择不更新，主要是提供一条具有全局导向性的路径，这决定了整体规划的上限。

道路的边沿容易堆积粉尘、落叶和垃圾，因此经常需要环卫车贴边清扫。在这个典型的环卫车工作场景中，它要求环卫车安全又高效地从起点出发到达终点，且中途必须经过所有的路沿。传统解决方法较优的有群智能算法。由于传统的全局规划方法存在一次规划时不能完全覆盖所有路沿的问题，只能依靠二次规划多次清扫来实现全覆盖，但多次规划也会导致清扫区域多次清扫重复率高的问题。

有鉴于此，提出本申请。

发明内容

本发明公开了一种环卫车贴边清扫的路径规划方法、装置、设备及介质，旨在解决全局规划不能完全覆盖所有路沿的问题。

本发明第一实施例提供了一种环卫车贴边清扫的路径规划方法，包括：

获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，其中，所述有向拓扑图包括路沿交叉位置的标记节点、由路沿抽象成的边、以及边与节点组成的封闭图形；

对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合；

获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划。

优选地，所述获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图具体为：

在所述地图上每个道路的路口做标记，并对其按照数字顺序编号，其中，标记包括每一条需要清扫的路沿两端；

以所述路口为节点，以需要清扫的路沿为边，连接节点以形成多个封闭图形并对所述封闭图形进行编号，获取路沿的实际长度，并基于路沿的实际长度构建需要清扫的路沿的边长合集Side1；

将路口节点与周围的节点连接形成边，获取路口的实际长度，基于路口的实际长度构建边长合集Side2，并生成有向拓扑图。

优选地，所述对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合具体为：

将Side2集合中起点和终点相反的数据组成一对，并计算边长之和，以(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,边长之和)为格式组成新的数据，将数据放入Side3集合；

比较边长集合Side3中代表距离的数值(即路程的长短)，将边长之和最短的数值对应的那组数据加入连接桥Q集合，更新集合数据保证所有的模块不会被重复连接，从而使连接桥的总长最短。

优选地，所述获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序具体为：

S301，建立无顺序路径集合S，令集合S＝集合Q+集合Side1，建立路径点顺序序列Path；

S302，从集合S中筛选出以当前点作为起点的边，在判断到选出的边的数量大于1，选择连接桥路径，如果数量等于1，选择唯一的边，不断从集合S中选出边的指向节点序号加入序列Path中，将选出的边从集合S中删除；

S303，重复执行S302步骤，直到集合S为空；将Path序列中的节点序号替换成对应的经纬度坐标。

本发明第二实施例提供了一种环卫车贴边清扫的路径规划装置，包括：

有向拓扑图构建单元，用于获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，其中，所述有向拓扑图包括路沿交叉位置的标记节点、由路沿抽象成的边、以及边与节点组成的封闭图形；

运算单元，用于对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合；

节点顺序生成单元，用于获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划。

优选地，所述有向拓扑图构建单元具体用于：

在所述地图上每个道路的路口做标记，并对其按照数字顺序编号，其中，标记包括每一条需要清扫的路沿两端；

以所述路口为节点，以需要清扫的路沿为边，连接节点以形成多个封闭图形并对所述封闭图形进行编号，获取路沿的实际长度，并基于路沿的实际长度构建需要清扫的路沿的边长合集Side1；

将路口节点与周围的节点连接形成边，获取路口的实际长度，基于路口的实际长度构建边长合集Side2，并生成有向拓扑图。

优选地，所述运算单元具体用于：

将Side2集合中起点和终点相反的数据组成一对，并计算边长之和，以(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,边长之和)为格式组成新的数据，将数据放入Side3集合；

比较边长集合Side3中代表距离的数值(即路程的长短)，将边长之和最短的数值对应的那组数据加入连接桥Q集合，更新集合数据保证所有的模块不会被重复连接，从而使连接桥的总长最短。

优选地，所述节点顺序生成单元具体用于：

S301，建立无顺序路径集合S，令集合S＝集合Q+集合Side1，建立路径点顺序序列Path；

S302，从集合S中筛选出以当前点作为起点的边，在判断到选出的边的数量大于1，选择连接桥路径，如果数量等于1，选择唯一的边，不断从集合S中选出边的指向节点序号加入序列Path中，将选出的边从集合S中删除；

S303，重复执行S302步骤，直到集合S为空；将Path序列中的节点序号替换成对应的经纬度坐标。

本发明第三实施例提供了一种环卫车贴边清扫的路径规划设备，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法。

本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述计算机可读存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法。

基于本发明提供的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法、装置、设备及介质，通过获取清扫区域的地图，并基于所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，进一步对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合，获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划，解决了全局规划不能完全覆盖所有路沿的问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法流程示意图；

图2是本发明提供的环境地图的构建示意图；

图3是本发明提供的最优连通方案流程图；

图4是本发明提供的全局路径坐标序列的流程图；

图5是本发明提供的规划方法的实例环境地图构建示意图；

图6是本发明提供的规划方法的实例最终规划效果图；

图7是本发明提供的第二实施例提供的一种环卫车贴边清扫的路径规划模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

本发明公开了一种环卫车贴边清扫的路径规划方法、装置、设备及介质，旨在解决全局规划不能完全覆盖所有路沿的问题。

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种环卫车贴边清扫的路径规划方法，其可由环卫车贴边清扫的路径规划设备(以下简称规划设备)来执行，特别的，由所述规划设备内的一个或者多个处理器来执行，以至少实现如下步骤：

S101,获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，其中，所述有向拓扑图包括路沿交叉位置的标记节点、由路沿抽象成的边、以及边与节点组成的封闭图形；

在本实施例中，所述规划设备可为台式电脑、笔记本电脑、服务器、工作站等具有数据处理分析能力的终端，其中，所述评价设备内可安装有相应的操作系统以及应用软件，并通过操作系统以及应用软件的结合来实现本实施例所需的功能。

请参阅图2，本实施例的环境地图的构建示意图，任何规划都是基于一定的环境下进行的，本实施例也不例外，但规划是在计算机之中执行，需要将环境转化为计算机可识别的内容，本实施例中采用图论中的拓扑地图来表示环境。

具体地，在本实施例中，在所述地图上每个道路的路口做标记，并对其按照数字顺序编号，其中，标记包括每一条需要清扫的路沿两端；

以所述路口为节点，以需要清扫的路沿为边，连接节点以形成多个封闭图形并对所述封闭图形进行编号，获取路沿的实际长度，并基于路沿的实际长度构建需要清扫的路沿的边长合集Side1；

将路口节点与周围的节点连接形成边，获取路口的实际长度，基于路口的实际长度构建边长合集Side2，并生成有向拓扑图

更具体地：把每个需要清扫的路沿两端作为节点，即图2中小圆球标记，并按照数字顺序编号，如1，2，3···，以需要清扫的路沿为边，连接上述的节点，则会构成有限个独立地封闭图形,即图2中白色方块区域。将这些独立的封闭图形按顺序编号，如A1、B1···Z1、A2···

按照顺时针顺序记录这些封闭图形的边，即图2中的虚线，箭头代表清扫时的行驶方向。如记录为(E1,4,E1,7,16)，表示为从封闭图形E1的节点4行驶到封闭图形E1的节点7，行驶路程为16米。将获得的记录添加到边长集合Side1中，则Side1＝{(B1,5,B1,2,16)，(E1,4,E1,7,16)，(E1,7,E1,13,11)，·······},则Side1集合就是组成封闭图形的边的集合，即所有需要清扫的路沿。

在环境中，不仅仅只有构成封闭图形的边，还有用于连接不同封闭图形的边。依照交通规则将路口节点与周围的节点连接，如图2中节点3与节点4之间的箭头，将这些连接线也当做边，同时记录边的长度，长度的大小就是两个节点间的实车驾驶距离。如记录为(D1,3,E1,4,10)，表示为从封闭图形D1的节点3行驶到封闭图形E1的节点4，行驶路程为10米。并将距离记录全部添加到边长集合Side2中，则Side2＝{(A1,1,B1,2,9)，(E1,4,D1,3,11)，(D1,3,E1,4,10)，·······},则Side2集合就是连接不同封闭图形的边的集合。

则此时的所有节点与边构成了一幅带权有向拓扑图。

S102,对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合；具体地，在本实施例中：

将Side2集合中起点和终点相反的数据组成一对，并计算边长之和，以(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,边长之和)为格式组成新的数据，将数据放入Side3集合；

比较边长集合Side3中代表距离的数值(即路程的长短)，将边长之和最短的数值对应的那组数据加入连接桥Q集合，更新集合数据保证所有的模块不会被重复连接，从而使连接桥的总长最短。

更具体地：

为了保证无漏扫与零重复率，需要在Side2集合中做出取舍，将上述的带权有向拓扑地图改造成具有欧拉回路的欧拉图，或者具有欧拉路径的半欧拉图。但是因为环卫车的起点设置为与停放点最近的节点，因此我们希望环卫车的起点和终点都是同一个节点。所以欧拉图更加符合我们的要求。

为了使路径成为欧拉回路，必须保证路径为不间断路径且所有顶点的入边和出边都相等。所述的入边为进入该顶点的边，出边为离开该顶点的边。

为了保证无漏扫，构成封闭图形的边的集合Side1必须要全部经过，而连接不同封闭图形的边的集合Side2可做出取舍，只需要保证两点要求：一是使整体路径为不间断图形；二是所有节点的入边等于出边。

因此只要在两个封闭图形之间各取一点使用强连通方式连接，便不会增加奇点的数量。所述的强连通为：两个封闭图形通过成对的边可以互相到达对面。如图2中(D1,3,E1,4,10)和(E1,4,D1,3,11)，在节点3和节点4间以两条方向相反的边连接的方式便是强连通。只要以强连通方式连接所有封闭图形，那么节点与边构成的带权有向图就成为欧拉回路。

而为了使路径最短，则需要使连通的边的数量最少且总路程最短，因此需要进行最优连通方式的选择。

附图3即为最优连通方式的选择流程图。

该方法使用全遍历的搜索方式。如图3所示，由两个模块组成，一是计算距离总长模块；二是选择模块。

计算距离和包括以下部分：

建立集合Q＝{}，Q为连接桥的缩写；创建边长集合Side3＝{}，Side4＝{}。

从Side2集合中任取一个数据，数据的表示方法为(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,距离),优选的是(E1,4,D1,3,11)，则将代表距离的11赋予length1。以该数据的终点为起点，起点为终点，即将E1,4与D1,3互换，即可在Side2集合中找到(D1,3,E1,4,10)，将代表距离的值10赋予length2，令length3＝length1+length2＝11+10＝21。用length3代替length1组成新的数据(E1,4,D1,3,21)，将该数据放入集合Side3。同时将上述两个数据(E1,4,D1,3,11)与(D1,3,E1,4,10)加入Side4集合并从Side2集合中删除。

不断执行上述步骤，直到Side2集合为空，我们获取一组代表距离和的数据Side3集合。

选择模块包括以下部分：

比较边长集合Side3中代表距离的数值(即路程的长短)，选出距离和最短的那组数值，优选的是(E1,4,D1,3,21)，查看该数据的起点和终点为节点4和节点3，连接的两个封闭图形编号E1和D1。以起始节点4和指向节点3在Side4集合中找到一个数据(E1,4,D1,3,11),以该数据的指向节点为起点，起点为指向节点，在Side4集合中找到另一个数据(D1,3,E1,4,10)，将上述两个数据加入Q集合。以连接的两个封闭图形编号E1和D1在Side3集合和Side4集合中找到连接这两个封闭图形的所有数据,将上述数据从Side4集合中删除。通过将已连接的两个模块的所有连接桥从Side3集合和Side4集合中删除，保证所有的模块不会被重复连接，从而使连接桥的总长最短。

不断执行上述步骤，直到Side4集合为空，即代表所有的封闭图形都已经被连接成一体。我们获取一组可全连接的集合Q。

此时Q集合就是最优连通方案所需要的连接桥。以Q集合中的边连接所有封闭区域，则由节点和边构成的带权有向图中，所有顶点的入边和出边都相等。(所述的入边为进入该顶点的边，出边为离开该顶点的边。)而且所有区域互相连通，为不间断图形。由此可以判定，上述的带权有向图为欧拉回路。而最短总路径就是Q集合和Side1集合的并集。但此时我们并不知道路径的顺序，全局规划需要的输出是有顺序的节点位置，因此还需以下步骤的处理。

S103,获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划。

具体地，在本实施例中：

S301，建立无顺序路径集合S，令集合S＝集合Q+集合Side1，建立路径点顺序序列Path；

S302，从集合S中筛选出以当前点作为起点的边，在判断到选出的边的数量大于1，选择连接桥路径，如果数量等于1，选择唯一的边，不断从集合S中选出边的指向节点序号加入序列Path中，将选出的边从集合S中删除；

S303，重复执行S302步骤，直到集合S为空；将Path序列中的节点序号替换成对应的经纬度坐标。

更具体地：

附图4即为全局路径坐标序列的产生流程图。

该方法是基于规则的选择方法。规则：从起点开始顺时针行驶，当遇到交叉路口时，优先选择集合Q中的边。如图4所示，由三大模块组成，即初始设置模块、更新模块和路径选择模块。

在初始模块中令集合S＝集合Q+集合Side1，将路径的选择限定在最优路径当中。

建立路径点顺序序列Path＝{}，找到距离环卫车出发地点最近的节点，参考附图2，优选的为E1模块的节点10，则将节点10作为规划的起始点，将节点10的序号加入序列Path，并将Path的最后一点作为当前点，因为此时Path中只有节点10的序号，因此以节点10作为当前点。

在路径选择模块中，从集合S中筛选出以当前点10作为起点的边，只能找到一个数据(E1,10,E1,4,12)，因此将该数据指向的节点4的序号加入序列Path，同时将(E1,10,E1,4,12)从集合S中删除，并将Path的最后一点作为当前点，因为此时Path中最后的一点为节点4的序号，因此以节点4作为当前点。

从集合S中筛选出以当前点4作为起点的边，可以找到两个数据(E1,4,E1,7,15)和(E1,4,D1,3,11)。则优选处于连接桥集合Q中的(E1,4,D1,3,11)。因此将指向节点3的序号加入序列Path，同时将(E1,4,D1,3,11)从集合S中删除，并将Path的最后一点作为当前点，因为此时Path中最后的一点为节点3的序号，因此以节点3作为当前点。如此一直执行以上步骤，直到集合S为空，代表已经将集合S中的所有边遍历完成，并将无顺序的集合S转化为有顺序的序列Path。将Path序列中的节点序号替换成对应的经纬度坐标。

经过以上步骤可以获取一组有序的路径坐标Path，即为全局规划的节点顺序。将路径点顺序集合Path发送给车载计算平台，用于后续的局部路径规划使用。

上述实施例至少包括以下技术效果：

1、可实现环卫工程机械在贴边清扫的时候，能够不重复地遍历完所有清扫区域，百分百覆盖所有工作路线，不漏扫，保证工作的稳定性。

2、因为是按照欧拉回路行驶，不会重复经过一段清扫区域，能够避免重复清扫工作区域，零重复率，保证工作的效率。

3、因为依据欧拉回路行驶，可以使工作路程最短。而最优联通方案的使用，使得非工作路径最优。工作路程与非工作路程都最短，则使总行程最短

为了更加详细地说明，以某校园为实例进行规划。

附图5即是某校园全局规划的环境地图构建示意图。

使用图论的带权有向拓扑地图来表示校园道路，首先在每个需要清扫的路沿的交叉点做标记，对于较长的弯曲的路沿，则使用插值法在中间插入多个标记，并对这些标记按照数字顺序编号，如图5中的1、2、3·······，共计138个节点。然后以标记为节点，路沿为边连接节点，则这些边与节点构成了多个封闭图形。将这些封闭图形按照顺序编号，编号为大写字母加上数字，如A1、B1、C1、D1、E1和F1，共计6个封闭图形。最外围的一圈也是一个封闭图形，也需要编号。

以靠右行驶的规则赋予边的方向。让清扫车沿着这些边行走，用GNSS/IMU组合惯导设备记录所有节点经纬度坐标，用里程计记录行走距离作为边的权值。比如从节点1开始，节点1指向的是节点26，所以先记录节点1的经纬度坐标，然后行驶到节点26，节点1到26的行驶距离作为这条边的权值，结合节点、所属封闭图形编号、边权值、边指向，构建数据(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,距离)，如记录为(F1,1,F1,26,40)。将所有节点和边记录完成，将上述数据放入Side1集合。

连接交叉路口的节点，如附图5中的节点3和节点14，同时让清扫车上的里程计记录依照交通规则，从节点3行驶到节点14，还有节点14行驶到节点3的行驶距离。记录这两条边，行驶距离作为这条边的权值，结合节点、所属封闭图形编号、边权值、边指向，构建数据(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,距离)，如记录为(F1,3,A1,14,10)、(A1,14,F1,3,6)。将所有节点和边记录完成，将上述数据放入Side2集合。

如此便将校园的道路网以带权有向拓扑地图表达出来。

接下来是最优连通方案的确定：

建立集合Q＝{}，Q为连接桥的缩写；创建边长集合Side3＝{}，Side4＝{}。

从Side2集合中任取一个数据，优选的数据为(A1,14,F1,3,6)，将该数据最后一位代表距离的值6赋予length1。以该数据的指向节点F1为起点，起点A1为终点，在Side2集合中找到另一个数据(F1,3,A1,14,10)。将(F1,3,A1,14,10)最后一位代表距离的值10赋予length2。令length3＝length1+length2＝6+10＝16。以length3代替length1组成新的数据(A1,14,F1,3,16)，将新的数据放入Side3集合，将上述两个数据(A1,14,F1,3,6)和(F1,3,A1,14,10)加入Side4集合并从Side2集合中删除。

不断执行上述步骤，直到Side2集合为空，我们获取一组代表距离和的数据Side3集合。

比较边长集合Side3中代表距离的数值(即路程的长短)，选出距离和最短的那组数值，优选的是(A1,32,C1,33,16)查看该数据的起点32和终点33，连接的两个封闭图形编号A1和C1。以起点32和终点33在Side4集合中找到一个数据(A1,32,C1,33,6),以该数据的终点为起点，起点为终点，在Side4集合中找到另一个数据(C1,33,A1,32,10)，将上述两个数据(A1,32,C1,33,6)和(C1,33,A1,32,10)加入Q集合。以连接的两个封闭图形编号A1和C1在Side3集合和Side4集合中找到连接A1和C1的所有数据,包括(A1,32,C1,33,6)和(C1,33,A1,32,10)在内，还有其余的连接数据，比如(A1,51,C1,54,8)和(C1,54,A1,51,10)等，将上述数据从Side3集合和Side4集合中删除。通过将已连接的两个模块的所有连接桥从Side3集合和Side4集合中删除，保证所有的模块不会被重复连接，从而使连接桥的总长最短。

不断执行上述步骤，直到Side3集合和Side4集合为空，即代表所有的封闭图形都已经被连接成一体。我们获取一组可全连接的集合Q，优选的为Q＝{(A1,32,C1,33,6)；(C1,33,A1,32,10)；(C1,36,B1,35,6)；(B1,35,C1,36,8)；(A1,51,D1,54,7)；(D1,54,A1,51,9)；(E1,105,C1,103,9)；(C1,103,E1,105,11)；(A1,14,F1,3,11)；(F1,3,A1,14,13)}，共计10个数据，5对起点终点倒置的连接桥以最小的代价连通了6个封闭图形。

此时Q集合就是最优连通方案所需要的连接桥。而最短总路径就是Q集合和Side1集合的并集。

附图6是本发明所述规划方法的实例最终规划效果图。

以Q集合中的边连接所有封闭区域，则由节点和边构成的带权有向图中，所有顶点的入边和出边都相等。(所述的入边为进入该顶点的边，出边为离开该顶点的边。)而且所有区域互相连通，为不间断图形。由此可以判定，上述的带权有向图为欧拉回路。但此时我们并不知道路径的顺序，全局规划需要的输出是有顺序的节点位置，因此还需以下步骤的处理。

建立无顺序路径集合S＝{}，令集合S＝集合Q+集合Side1，则集合S就是清扫车工作时需要经过的所有路径组成的无序集合。

建立路径点顺序序列Path＝{}，将距离环卫车出发地点最近的节点的序号加入序列Path，优选的节点为节点1，作为规划的起始点，并将Path的最后一点作为当前点，因为当前只有一个节点1，因此以节点1作为当前点。

从集合S中筛选出以当前点1作为起点的边，可以找到(F1,1,F1,26,40)。

判断选出的边的数量，如果数量大于1，则代表遇到了连接桥，此时优先选择连接桥路径。如果数量等于1，则只能选择唯一的边。此时只能找到(F1,1,F1,26,40)，因选择(F1,1,F1,26,40)。

将选出的边(F1,1,F1,26,40)的指向节点26的序号加入序列Path中。

更新：将选出的边(F1,1,F1,26,40)从集合S中删除，同时将当前点设置为Path序列最后一点。此时序列Path＝{1，26}，因此将26设置为当前点。

重复执行上述步骤，直到集合S为空。就可以获得一组由节点序号组成的顺序序列。

将Path序列中的节点序号替换成对应的经纬度坐标。可以获取一组有序的路径坐标Path，即为全局规划的节点顺序。

将路径点顺序集合Path发送给车载计算平台，用于后续的局部路径规划使用。

请参阅图7，本发明第二实施例提供了一种环卫车贴边清扫的路径规划装置，包括：

有向拓扑图构建单元201，用于获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，其中，所述有向拓扑图包括路沿交叉位置的标记节点、由路沿抽象成的边、以及边与节点组成的封闭图形；

运算单元202，用于对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合；

节点顺序生成单元203，用于获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划。

优选地，所述有向拓扑图构建单元具体用于：

在所述地图上每个道路的路口做标记，并对其按照数字顺序编号，其中，标记包括每一条需要清扫的路沿两端；

以所述路口为节点，以需要清扫的路沿为边，连接节点以形成多个封闭图形并对所述封闭图形进行编号，获取路沿的实际长度，并基于路沿的实际长度构建需要清扫的路沿的边长合集Side1；

将路口节点与周围的节点连接形成边，获取路口的实际长度，基于路口的实际长度构建边长合集Side2，并生成有向拓扑图。

优选地，所述运算单元具体用于：

将Side2集合中起点和终点相反的数据组成一对，并计算边长之和，以(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,边长之和)为格式组成新的数据，将数据放入Side3集合；

比较边长集合Side3中代表距离的数值(即路程的长短)，将边长之和最短的数值对应的那组数据加入连接桥Q集合，更新集合数据保证所有的模块不会被重复连接，从而使连接桥的总长最短。

优选地，所述节点顺序生成单元具体用于：

S301，建立无顺序路径集合S，令集合S＝集合Q+集合Side1，建立路径点顺序序列Path；

S302，从集合S中筛选出以当前点作为起点的边，在判断到选出的边的数量大于1，选择连接桥路径，如果数量等于1，选择唯一的边，不断从集合S中选出边的指向节点序号加入序列Path中，将选出的边从集合S中删除；

S303，重复执行S302步骤，直到集合S为空；将Path序列中的节点序号替换成对应的经纬度坐标。

本发明第三实施例提供了一种环卫车贴边清扫的路径规划设备，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法。

本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述计算机可读存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法。

基于本发明提供的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法、装置、设备及介质，通过获取清扫区域的地图，并基于所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，进一步对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合，获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划，解决了全局规划不能完全覆盖所有路沿的问题。

示例性地，本发明第三实施例和第四实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现一种环卫车贴边清扫的路径规划设备中的执行过程。例如，本发明第二实施例中所述的装置。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种环卫车贴边清扫的路径规划方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现对一种环卫车贴边清扫的路径规划方法的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现一种环卫车贴边清扫的路径规划方法的各种功能。所述存储器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(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器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，例如硬盘、内存、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)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种环卫车贴边清扫的路径规划方法，其特征在于，包括：

获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，其中，所述有向拓扑图包括路沿交叉位置的标记节点、由路沿抽象成的边、以及边与节点组成的封闭图形；

对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合；

获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划。

2.根据权利要求1所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法，其特征在于，所述获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图具体为：

在所述地图上每个道路的路口做标记，并对其按照数字顺序编号，其中，标记包括每一条需要清扫的路沿两端；

以所述路口为节点，以需要清扫的路沿为边，连接节点以形成多个封闭图形并对所述封闭图形进行编号，获取路沿的实际长度，并基于路沿的实际长度构建需要清扫的路沿的边长合集Side1；

将路口节点与周围的节点连接形成边，获取路口的实际长度，基于路口的实际长度构建边长合集Side2，并生成有向拓扑图。

3.根据权利要求2所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法，其特征在于，所述对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合具体为：

将Side2集合中起点和终点相反的数据组成一对，并计算边长之和，以(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,边长之和)为格式组成新的数据，将数据放入Side3集合；

比较边长集合Side3中代表距离的数值(即路程的长短)，将边长之和最短的数值对应的那组数据加入连接桥Q集合，更新集合数据保证所有的模块不会被重复连接，从而使连接桥的总长最短。

4.根据权利要求3所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法，其特征在于，所述获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序具体为：

S301，建立无顺序路径集合S，令集合S＝集合Q+集合Side1，建立路径点顺序序列Path；

S302，从集合S中筛选出以当前点作为起点的边，在判断到选出的边的数量大于1，选择连接桥路径，如果数量等于1，选择唯一的边，不断从集合S中选出边的指向节点序号加入序列Path中，将选出的边从集合S中删除；

S303，重复执行S302步骤，直到集合S为空；将Path序列中的节点序号替换成对应的经纬度坐标。

5.一种环卫车贴边清扫的路径规划装置，包括：

有向拓扑图构建单元，用于获取清扫区域的地图，并根据所述地图上的路口和路沿构建有向拓扑图，其中，所述有向拓扑图包括路沿交叉位置的标记节点、由路沿抽象成的边、以及边与节点组成的封闭图形；

运算单元，用于对所述有向拓扑图进行运算，生成可全连接所述封闭图形的集合；

节点顺序生成单元，用于获取环卫车当前位置信息，并根据所述当前位置信息以及所述集合生成全局规划的节点顺序，其中，所述节点顺序用于局部路径规划。

6.根据权利要求5所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划装置，其特征在于，所述有向拓扑图构建单元具体用于：

在所述地图上每个道路的路口做标记，并对其按照数字顺序编号，其中，标记包括每一条需要清扫的路沿两端；

以所述路口为节点，以需要清扫的路沿为边，连接节点以形成多个封闭图形并对所述封闭图形进行编号，获取路沿的实际长度，并基于路沿的实际长度构建需要清扫的路沿的边长合集Side1；

将路口节点与周围的节点连接形成边，获取路口的实际长度，基于路口的实际长度构建边长合集Side2，并生成有向拓扑图。

7.根据权利要求6所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划装置，其特征在于，所述运算单元具体用于：

将Side2集合中起点和终点相反的数据组成一对，并计算边长之和，以(封闭图形编号,起始节点,封闭图形编号,指向节点,边长之和)为格式组成新的数据，将数据放入Side3集合；

比较边长集合Side3中代表距离的数值(即路程的长短)，将边长之和最短的数值对应的那组数据加入连接桥Q集合，更新集合数据保证所有的模块不会被重复连接，从而使连接桥的总长最短。

8.根据权利要求7所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划装置，其特征在于，所述节点顺序生成单元具体用于：

S301，建立无顺序路径集合S，令集合S＝集合Q+集合Side1，建立路径点顺序序列Path；

S302，从集合S中筛选出以当前点作为起点的边，在判断到选出的边的数量大于1，选择连接桥路径，如果数量等于1，选择唯一的边，不断从集合S中选出边的指向节点序号加入序列Path中，将选出的边从集合S中删除；

S303，重复执行S302步骤，直到集合S为空；将Path序列中的节点序号替换成对应的经纬度坐标。

9.一种环卫车贴边清扫的路径规划设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至4任意一项所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述计算机可读存储介质所在设备的处理器执行，以实现如权利要求1至4任意一项所述的一种环卫车贴边清扫的路径规划方法。

Images