CN116868142A

CN116868142A - 路径规划方法、路径规划装置和介质

Info

Publication number: CN116868142A
Application number: CN202180094390.1A
Authority: CN
Inventors: 邹亭
Original assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Current assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2023-10-10
Also published as: WO2022226720A1

Abstract

一种路径规划方法、路径规划装置和介质，用于规划可移动平台的目标路径，方法包括：将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域(S402)；确定每个凸型子区域对应的可移动平台的参考路径，参考路径的方向与切割作业区域的切割线的方向平行(S404)；连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径(S406)。

Description

路径规划方法、路径规划装置和介质

技术领域

本申请涉及摄像技术领域，尤其涉及一种路径规划方法、路径规划装置和介质。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，可用于农林植物保护作业、勘探作业等，具有安全、高效、节省资源等优点。

无人机自动作业技术不完善，一般只能针对简单地形，而对于复杂地形的作业区域，例如凹型不规则作业区域、作业区域中具有障碍物等，限制了无人机的适用范围。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种路径规划方法、路径规划装置和介质，以提升适用无人机进行自动作业的适用范围。

第一方面，本申请实施例提供了一种路径规划方法，用于规划可移动平台的目标路径，上述方法包括：将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域；确定每个凸型子区域对应的可移动平台的参考路径，参考路径的方向与切割作业区域的切割线的方向平行；连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径。

第二方面，本申请实施例提供了一种路径规划方法，用于规划可移动平台的目标路径，上述方法包括：确定多个凸型子区域，以及多个凸型子区域各自的子目标路径；连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成目标路径，使得目标路径最短。

第三方面，本申请实施例提供了一种路径规划装置，用于规划可移动平台的目标路径，上述装置包括：一个或多个处理器；计算机可读存储介质，用于存储一个或多个计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，实现：将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域；确定每个凸型子区域对应的可移动平台的参考路径，参考路径的方向与切割作业区域的切割线的方向平行；连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径。

第四方面，本申请实施例提供了一种路径规划装置，用于规划可移动平台的目标路径，上述装置包括：一个或多个处理器；计算机可读存储介质，用于存储一个或多个计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，实现：确定多个凸型子区域，以及多个凸型子区域各自的子目标路径；连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成目标路径，使得目标路径最短。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有可执行指令，可执行指令在由一个或多个处理器执行时，可以使一个或多个处理器执行如上的方法。

第六方面，本申请实施例提供了一种计算机程序，包括可执行指令，该可执行指令在被执行时，实现如上的方法。

在本申请实施例中，通过将凹型作业区域划分至多个凸型子区域，每个子区域对应的参考路径都与切割线的方向平行，一方面可以提高目标路径在整体方向上的一致性，有助于提高无人机运行的稳定性，另一方面可以使得可移动平台在相邻两个子区域边界处的作业更加均匀。此外，通过上述作业区域分割，可以处理复杂地形的飞行路径规划，并减少飞行路径规划的计算量。

在本申请实施例中，可以有效提升无人机作业效果，以无人机喷洒农药为例，在切割线左右两侧无人机都是以相同的方向移动并喷洒农药的，农药喷洒更加均匀，不容易出现多喷、漏喷等问题。

应当明白，本申请的不同方面可以被单独地、共同地或彼此结合地理解。本文所描述的本申请的各个方面可以适用于下文阐述的任何特定应用或者适用于任何其他类型的可移动物体。本文对诸如无人飞行器等飞行器的任何描述可适用于和用于任何可移动物体，诸如任何载具。另外，本文在空中运动(例如，飞行)的情景下公开的系统、设备和方法还可以适用于其他类型运动的情景下，诸如在地面上或在水上的移动、水下运动或者在太空中的运动。

本申请的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本申请实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本申请的多个实施例进行说明，其中：

图1为本申请实施例提供的路径规划方法、路径规划装置和介质的应用场景；

图2为现有技术提供的一种规划好的路径的示意图；

图3为本申请另一实施例提供的路径规划方法、路径规划装置和介质的应用场景；

图4为本申请实施例提供的路径规划方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的工作区域的示意图；

图6为本申请实施例提供的切割线的示意图；

图7为本申请实施例提供的凸型子区域的示意图；

图8为本申请另一实施例提供的切割线的示意图；

图9为本申请实施例提供的参考路径的示意图；

图10为针对图9中凸型子区域的子目标路径的示意图；

图11为本申请实施例提供的目标路径的示意图；

图12为本申请另一实施例提供的目标路径的示意图；

图13为图12中连接路径的示意图；

图14为本申请另一实施例提供的路径规划方法的流程示意图；

图15为本申请实施例提供的图像子区域各自的端口的示意图；

图16为本申请实施例提供的路径规划系统进行路径规划的流程图；

图17为本申请实施例提供的路径规划装置的结构示意图；

图18为本申请另一实施例提供的路径规划装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

以农业无人机的作业场景为例进行示例性说明，农业无人机的作业场景较为复杂，导致该问题的很大一方面是由于作业区域是自然形成的，形状大多是不规则的几何形状。例如，中国大陆南方和西部的丘陵区域农田，大多被小山坡、水塘、村庄等分割为特殊的几何区域。例如外轮廓为凹型的几何区域、或者其内部包含障碍物的几何区域，在这里我们将以上两种几何区域统称为凹型作业区域。传统的路径规划能够较好的解决凸形作业区域的场景，对于凹型作业区域，规划出来的路径常常会超出到作业区域之外，带来安全风险，同时，在凹型场景下，相关方法的作业效率也极大的降低了。

例如，相关技术中无人机航线规划技术，可以涉及农业和测绘中的应用。在农业中的应用，对于凹型作业区域的场景依然存在如下所示的缺陷：如切换区域时的航线依然会超出划定的作业区域。此外，没有从整个任务的执行效率上去优化航线。

在测绘中，由于测绘场景飞机相对于作业区域较高，对于作业区域较小的凹进部分，其对作业效率和安全性影响较低。但是对于大型的凹进部分，当前的某些航线规划任务无法执行，需要用户手动的将作业区域重新划分成多个简单的子区域，该场景下整个作业流程自动化程度较低。亟需一种能够用于凹型区域的路径规划，兼顾作业效率的解决方案。

以无人机自动作业场景为例，本申请实施例在用户确定作业区域之后，利用切割线对作业区域进行分割，并且基于切割线的方向规划分割得到的各凸型子区域内的目标路径，使得无人机可以自动规划作业区域的目标路径，并且目标路径与作业区域中禁止通行区域之间无交叉，目标路径与作业区域外的区域之间无交叉。此外，由于每个凸型子区域目标路径都是基于切割线的方向进行规划的，可以有效提升目标路径在整体方向上的一致性，有助于提高无人机运行的稳定性，并且可以使得无人机在相邻两个子区域边界处的作业更加均匀。以无人机喷洒农药为例，在切割线左右两侧无人机都是以相同的方向移动并喷洒农药的，农药喷洒更加均匀，不容易出现多喷或漏喷等情形。本申请实施例有助于提升作业准确率，缩短目标路径的长度。

图1为本申请实施例提供的路径规划方法、路径规划装置和介质的应用场景。

如图1所示，无人机以某一飞行方向进行飞行，并且可以以该某一飞行方向或预设的飞行方向飞入作业区域100进行作业。作业区域100中可以包括禁止通行区域，如障碍物区域103。例如，可以基于该某一飞行方向对作业区域100进行分割，得到多个凸型子区域101。具体地，可以基于与该某一飞行方向平行的切割线102对作业区域100进行分割，得到多个凸型子区域101。这样可以将复杂的作业区域100，如包括凹型区域和/或障碍物的作业区域100分割为多个凸型子区域101，避免规划的目标路径(如作业区域100内的虚线所示)经过作业区域之外，造成潜在的飞行风险或浪费作业物资等。例如，可以先分别基于切割线102确定各凸型子区域的子目标路径1011，然后通过连接路径104连接各凸型子区域的子目标路径1011，得到作业区域的目标路径。

需要说明的是，以上场景仅为示例性的场景，还可以是针对地质勘探、洒水等的作业场景等，不能理解为对本申请的限制。

图2为现有技术提供的一种规划好的路径的示意图。

如图2所示，竖线是规划出的针对凹型作业区域的目标路径。该规划好的路径未考虑作业区域的几何形状，规划出的路径会出现穿越非作业区域。一方面，穿越非作业区域存在较大的安全风险；另一方面，频繁的穿越非作业区域降低了任务的执行效率。

从图2中可以看到，竖线所在的区域与凹型作业区域外的区域之间存在交叠区域。以无人机喷农药作业为例，图2所示的目标路径会使得上述交叠区域被喷洒农药，造成该交叠区域被污染，如该区域存在房屋、车辆或娱乐健身设施等，则会导致房屋、车辆或设施等被污染等，并且导致无人机作业的原料被浪费，作业效率较低。这给无人机自动喷药作业的推广带来了较大不便。

本申请实施例提供的路径规划方法、路径规划装置和介质，对于凹型作业区域，通过至少一条切割线将该凹型作业区域分割为至少两个凸型子区域，有效解决了作业区域复杂的问题，适应了实际农田边界复杂、区域中间存在大型障碍物等场景。同时，当存在多条切割线时，多条切割线之间相互平行，基于上述切割线对至少两个凸型子区域进行规划得到的子目标路径有助于提升目标路径在整体方向上的一致性，有助于提高无人机运行的稳定性。此外，本申请实施例不仅仅规划出了路径，还通过搜索的方法解决了最优路径问题，提升了任务执行效率，节约了资源的使用。例如，经过验证，本申请实施例提供的搜索算法在搜索效率上，搜索次数小于全局搜索的1/10，有效降低了路径规划对高计算资源的依赖。同时，通过加入启发式避障，可以有效地规避目标路径或多个凸型子区域之间的连接路径穿越作业区域的外部轮廓的场景。

为了便于理解本申请的技术方案，以下结合图3～图20进行示例性说明。

图3为本申请另一实施例提供的路径规划方法、路径规划装置和介质的应用场景。如图3所示，以搭载在可移动平台10上的作业装置14为例进行说明。

图3中可移动平台10包括本体11、承载体13及作业装置14。尽管可移动平台10被描述为飞行器，然而这样的描述并不是限制，前述描述的任何类型的可移动平台都适用(如无人飞行器)。在某些实施例中，作业装置14可以直接位于可移动平台10上，而不需要承载体13。可移动平台10可以包括动力机构15，传感系统12。此外，该可移动平台10还可以包括通讯系统。

动力机构15可以包括一个或者多个旋转体、螺旋桨、桨叶、引擎、电机、轮子、轴承、磁铁、喷嘴。例如，动力机构的旋转体可以是自紧固(self-tightening)旋转体、旋转体组件、或者其它的旋转体动力单元。可移动平台可以有一个或者两个、两个或者多个、三个或者多个、或者四个或者多个动力机构。所有的动力机构可以是相同的类型。可选地，一个或者多个动力机构可以是不同的类型。动力机构15可以通过合适的手段安装在可移动平台上，如通过支撑元件(如驱动轴)。动力机构15可以安装在可移动平台10任何合适的位置，如顶端、下端、前端、后端、侧面或者其中的任意结合。

在某些实施例中，动力机构15能够使可移动平台10垂直地从表面起飞，或者垂直地降落在表面上，而不需要可移动平台10任何水平运动(如不需要在跑道上滑行)。可选地，动力机构15可以允许可移动平台10在空中预设位置及/或者方向盘旋。一个或者多个动力机构100在受到控制时可以独立于其它的动力机构。可选地，一个或者多个动力机构100可以同时受到控制。例如，可移动平台10可以有多个水平方向的旋转体，以控制可移动平台10的提升及/或推动。水平方向的旋转体可以被致动以提供可移动平台10垂直起飞、垂直降落、盘旋的能力。在某些实施例中，水平方向的旋转体中的一个或者多个可以顺时针方向旋转，而水平方向的旋转体中的其它一个或者多个可以逆时针方向旋转。例如，顺时针旋转的旋转体与逆时针旋转的旋转体的数量一样。每一个水平方向的旋转体的旋转速率可以独立变化，以实现每个旋转体导致的提升及/或推动操作，从而调整可移动平台10的空间方位、速度及/或加速度(如相对于多达三个自由度的旋转及平移)。

传感系统12可以包括一个或者多个传感器，以感测可移动平台10的周边障碍物、空间方位、速度及/或加速度(如相对于多达三个自由度的旋转及平移)。一个或者多个传感器包括前述描述的任何传感器，包括但不限于测距传感器、GPS传感器、运动传感器、惯性传感器或者影像传感器。传感系统12提供的感测数据可以用于控制可移动平台10的空间方位、速度及/或加速度。可选地，传感系统12可以用于可移动平台10的环境的数据，如气候条件、周边障碍物距离、地理特征的位置、人造结构的位置等。

承载体13可以是多种支撑结构，包括但不限于：固定支架、可拆卸支架、姿态可调结构等，用于将作业装置14设置在本体11上。例如，承载体13可以是云台，作业装置14包括喷洒农药装置、测绘装置、勘探装置、洒水装置、灭火装置、拍摄装置或瞄准装置等中至少一种。例如该云台允许喷洒装置的喷嘴相对于本体11发生位移，或者，沿着一个或多个轴转动，如承载体13允许喷嘴沿着俯仰轴、航向轴和横滚轴中一个轴或多个轴的结合平移运动。又例如，承载体13可以允许喷嘴围绕俯仰轴、航向轴和横滚轴中的一个或多个轴转动。其中承载体13和本体11之间可以具有联动换算关系，如本体11发生的第一运动(如移动或转动)可以换算成承载体13发生的第二运动。反之亦然。

通讯系统能够实现可移动平台10与具有通讯系统的控制终端20通过天线22收发的无线信号30进行通讯，天线22设置在本体21上。通讯系统可以包括任何数量的用于无线通讯的发送器、接收器、及/或收发器。通讯可以是单向通讯，这样数据可以从一个方向发送。例如，单向通讯可以包括，只有可移动平台10传送数据给控制终端20，或者反之亦然。通讯系统的一个或者多个发送器可以发送数据给通讯系统的一个或者多个接收器，反之亦然。可选地，通讯可以是双向通讯，这样，数据可以在可移动平台10与控制终端20之间在两个方向传输。双向通讯包括通讯系统的一个或者多个发送器可以发送数据给通讯系统的一个或者多个接收器，及反之亦然。

在某些实施例中，控制终端20可以向可移动平台10、承载体13及作业装置14中的一个或者多个提供控制指令，并且从可移动平台10、承载体13及作业装置14中的一个或者多个中接收信息(如障碍物、可移动平台10、承载体13或者作业装置14的位置及/或运动信息，负载感测的数据，如拍摄装置捕获的影像数据)。在某些实施例中，控制终端20的控制数据可以包括关于位置、运动、制动的指令，或者对可移动平台10、承载体13及/或作业装置14的控制。例如，控制数据可以导致可移动平台10位置及/或方向的改变(如通过控制动力机构15)，或者导致承载体13相对于可移动平台10的运动(如通过对承载体13的控制)。控制终端20的控制数据可以导致负载控制，如控制喷洒装置的操作(改变喷嘴角度、流量等)。如控制拍摄装置或者其它影像捕获设备的操作(捕获静止或者运动的影像、变焦、开启或关闭、切换成像模式、改变影像分辨率、改变焦距、改变景深、改变曝光时间、改变可视角度或者视场)。在某些实施例中，可移动平台10、承载体13及/或作业装置14的通讯可以包括一个或者多个传感器(如距离传感器12或者作业装置14的图像传感器)发出的信息。通讯可以包括从一个或者多个不同类型的传感器(如GPS传感器、运动传感器、惯性传感器、近程传感器或者影像传感器)传送的感应信息。感应信息是关于可移动平台10、承载体13及/或作业装置14的位置(如方向、位置)、运动、或者加速度。从作业装置14传送的感应信息包括作业装置14捕获的数据或者作业装置14的状态。控制终端20传送提供的控制数据可以用于控制可移动平台10、承载体13或者作业装置14中一个或者多个的状态。可选地，承载体13及作业装置14中一个或多个可以包括通讯模块，用于与控制终端20通讯，以便控制终端20可以单独地通讯或者控制可移动平台10、承载体13及作业装置14。其中，控制终端20可以为可移动平台10的遥控器，也可以为诸如手机、iPad、可穿戴电子设备等能够用于控制可移动平台10的智能电子设备。

需要说明的是，控制终端20可以远离可移动平台10，以实现对可移动平台10的远程控制，可以固定或可拆卸地设于可移动平台10上，具体可以根据需要设置。

在某些实施例中，可移动平台10可以与除了控制终端20之外的其它远程设备，或者非控制终端20的远程设备通讯。控制终端20也可以与另外一个远程设备及可移动平台10进行通讯。例如，可移动平台10及/或控制终端20可以与另一个可移动平台或者另一个可移动平台的承载体或负载通讯。当有需要的时候，另外的远程设备可以是第二终端或者其它计算设备(如计算机、桌上型电脑、平板电脑、智能手机、或者其它移动设备)。该远程设备可以向可移动平台10传送数据，从可移动平台10接收数据，传送数据给控制终端20，及/或从控制终端20接收数据。可选地，该远程设备可以连接到因特网或者其它电信网络，以使从可移动平台10及/或控制终端20接收的数据上传到网站或者服务器上。

需要说明的是，可移动平台10还可以是陆地机器人、无人车等，在此不做限定。

图4为本申请实施例提供的路径规划方法的流程示意图。

如图4所示，该路径规划方法可以包括操作S402～操作S406。

在操作S402，将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域。

在本实施例中，当可移动平台在凹型作业区域中移动时，移动轨迹容易与凹型区域(非作业区域)相交叠。为了改善上述问题，可以对凹型作业区域进行分割，得到至少两个凸型子区域。可移动平台在凸型子区域中移动时，不会因存在凹型区域而移动到凸型子区域的外部。具体地，可以使用切割线对凹型作业区域进行分割。

例如，切割线可以过凹型作业区域的一个或多个顶点。其中，顶点可以包括凸顶点和凹顶点。经过顶点做切割线，不会分割出过多的凸型子区域，并且能减小分割得到凹型子区域的概率。此外，当凹型作业区域内包括禁止通行区域(如障碍物区域)时，切割线可以过禁止通行区域的顶点，这样可以避免规划的目标路径与禁止通行区域存在交叠。

例如，切割线的延伸方向可以是用户指定的方向，如用户在控制终端上输入的方向，该方向可以是基于风向、田地中田垄的走向、作物的排布方向、山脊的走向等来确定的。例如，控制终端上设置有按键、拨杆等部件，用户可以通过操作这些部件输入方向。又例如，控制终端上可以包括显示屏，用户可以通过显示屏上显示的交互组件(如虚拟的按键、摇杆、文本输入组件等)来输入方向信息或角度值等。控制终端可以是一体式的，如遥控器上设置有处理器、存储器、显示屏等。控制终端可以是分体式的，如遥控器可以和其它电子设备共同构成控制终端，如遥控器和智能手机互连后共同构成控制终端。其中，智能手机上可以安装有应用(APP)，该APP上可以输入操作指令、设置参数等。

例如，切割线的延伸方向可以是可移动平台当前的运动方向，这样便于无人机直接沿着当前移动方向进行作业，而无需为了进行作业调整可移动平台的移动方向至用户随意设置或系统默认的指定方向。

在操作S404，确定每个凸型子区域对应的可移动平台的参考路径，参考路径的方向与切割作业区域的切割线的方向平行。

在本实施例中，参考路径可以是基于切割线设置的，如与切割线的方向保持一致。例如，参考路径可以是多条相互平行的平行线，相邻两个平行线之间的距离可以与可移动平台的作业宽度，如喷洒宽度、勘探宽度等有关。这样便于基于各凸型子区域的参考路径生成各凸型子区域各自的子目标路径。

例如，基于无人机的作业宽度，获取凹型作业区域内的平行于无人机的飞行方向的多条参考路径，参考路径为规划中的无人机在飞行区域内的作业路径。根据参考路径与边界的相交位置，即参考路径的端点位置或者转向点位置，将参考路径划分至多个作业区域。

一般而言，参考路径的端点位于边界上，相邻两个移动路径之间的间距等于无人机的作业宽度。无人机的飞行方向可以根据多种方式确定，例如以凹型作业区域的最长边的方向作为无人机的飞行方向。

在操作S406，连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径。

在本实施例中，各凸型子区域可以具有至少两个端口，其中，至少两个端口中可以包括进口和出口。可以将一个凸型子区域的出口与另一个凸型子区域的入口相连，当完成多个凸型子区域的出口和入口连接后，即可得到目标路径。

需要说明的是，为了提升作业效率，可以通过遍历多个凸型子区域各自的出口和入口的方式来得到最短路径，将该最短路径作为目标路径。例如，参考无人机的作业特点，包括少转弯、就近飞行、遍历凹型作业区域等，对各凸型子区域的子目标路径进行连接。

本申请实施例，通过分割凸型子区域、参考路径规划和基于参考路径生成目标路径的过程，改善了作业区域复杂导致的不易进行路径规划的问题，适应了实际农田边界复杂、区域中间存在大型障碍物等场景。

在某些实施例中，将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域可以包括如下操作。

首先，生成经由凹型作业区域外轮廓的多个顶点各自的候选切割线，候选切割线的延伸方向是指定方向或者可移动平台的当前移动方向。

然后，基于第一预设切割规则和至少一个切割线将凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域，至少一个切割线是从候选切割线中确定的。例如，凸型子区域的个数，是凹型作业区域可分解成的凸型子区域的个数的最小值。这样有助于减少搜索最优路径消耗的计算资源和处理时长。

其中，凹型作业区域外轮廓可以通过多个顶点的坐标和坐标之间的连接关系进行表示。例如，为了便于标示凹型作业区域的边界，坐标可以包括用于表示凹型作业区域边界的多个特征点的坐标。可以通过输入装置接收用户输入的特征点的坐标信息，也可以通过图像识别从凹型作业区域的地貌图像中获取特征点的坐标信息。特征点可以在边界上。可以采用直线段或者曲线段连接在边界上的特征点并作为全部或部分边界。

确定顶点坐标可以包括如下操作，首先，获取用于表示边界顶点的经纬度坐标，如获取用于表示边界的特征点的坐标为经纬度坐标。然后，将经纬度坐标转换为地心坐标系下的三维坐标，如将地球看作一个球体，将经纬度坐标转换为以地心为原点的三维直角地心坐标系下的三维坐标。接着，还可以将三维坐标转换为与地球表面相切的平面坐标系下的二维坐标。其中，平面与地球的切点可以为起始点，也可以为凹型作业区域内部的或者边界上的点。

下面举例说明具体计算过程：将顶点1的经纬度坐标表示为p1(α，β)，其中α表示经度，β表示纬度。然后，将经纬度坐标转换为地心坐标系OXYZ下的三维坐标，该三维坐标可以表示为p2(X，Y，Z)。其中X＝R*cos(β*TO_RADIAN)*cos(α*TO_RADIAN)，Y＝R*cos(β*TO_RADIAN)*sin(α*TO_RADIAN)，Z＝R*sin(β*TO_RADIAN)，R为地球半径，TO_RANDIAN＝pi/180，pi为圆周率。将p2(X，Y，Z)绕OZ旋转-α0度，绕OX旋转-(90-β0)度，其中(α0，β0)为平面与地球切点的经纬度坐标，获得以指向切点的方向为z轴的三维坐标系oxyz下的坐标p3(x，y，z)，再将坐标p3(x，y，z)坐标向切平面oxy投影获得平面坐标p4(x，y)。由于凹型作业区域相比整个地球面积很小，可以近似为平面，如果顶点的坐标采用经纬度坐标，后续飞行路径规划的计算过程非常复杂，甚至可能带来更大的误差，为此将经纬度坐标投影至地球表面相切的平面坐标，可有效的减少后续的计算量。

在某些实施例中，第一预设切割规则用于基于经由凹型作业区域的凹顶点的切割线，将凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。这样可以由处理器自动对凹型作业区域进行划分，得到数量合理(如最少个数或不至于导致过多个数的子区域)，且不会产生凹型子区域。

例如，在垂直于候选切割线并且从左至右的方向上，每个顶点激活1次与该顶点相连且位于该顶点右侧的顶点。相应地，第一预设切割规则包括以下至少一种。

如果当前顶点被激活零次，并且经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓之间没有除当前顶点之外的交点，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

如果当前顶点被激活零次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且至少两个交点位于当前顶点在候选切割线方向上的同一侧，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

如果当前顶点被激活零次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且至少两个交点分别位于当前顶点在候选切割线方向上的两侧，则将经由当前顶点的候选切割线作为切割线。

如果当前顶点被激活一次，在候选切割线的延伸方向上，当前顶点相对于与该当前顶点相连的两个顶点更接近凹型作业区域外轮廓在垂直候选切割线方向的中心线，则将经由当前顶点的候选切割线作为切割线。

如果当前顶点被激活两次，并且经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓之间没有除当前顶点之外的交点，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

如果当前顶点被激活两次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且至少两个交点位于当前顶点在候选切割线方向上的同一侧，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

如果当前顶点被激活两次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓至少相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且当前顶点在候选切割线方向上的位于两个上述交点之间，则将该候选切割线作为切割线。

对于重叠的候选切割线，将其中一条候选切割线作为切割线。

通过以上方式即可选取出较合适的切割线，以便基于这些切割线把凹型作业区域分割成多个凸型子区域。

在某些实施例中，凹型作业区域还可以包括障碍物区域，障碍物区域的多边形外轮廓作为凹型作业区域的多边形内轮廓。

图5为本申请实施例提供的工作区域的示意图。

如图5所示，图中由端点A、端点B、端点C、端点D、端点E和端点F围成的封闭区域是凹型作业区域。图中由端点a、端点b、端点c和端点d围成的封闭区域是障碍物区域。当凹型作业区域内存在障碍物区域时，凹型作业区域的边界进一步可以包括用于表示该障碍物区域的外部轮廓的第二边界。这里的障碍物区域可以是指无人机需要绕行的有障碍物的区域，例如禁飞区、存在房子、电线杆等不宜飞越的障碍物的区域。

首先，确定经由凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓的多个顶点各自的候选切割线，候选切割线的延伸方向是指定方向或者可移动平台的当前移动方向。

然后，基于第二预设切割规则和至少一个切割线将凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓之间的区域分割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域，至少一个切割线是从候选切割线中确定的。

例如，凸型子区域的个数，是凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓之间的区域可分解成的凸多边形外轮廓的个数的最小值。这样有助于得到数量合理的凸型子区域，并且不会产生凹型子区域。

例如，第二预设切割规则用于基于经由凹型作业区域的凹顶点的第一候选切割线以及经由多边形外轮廓的各顶点的第二候选切割线，将凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓之间的区域分割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。其中，凹顶点是被激活两次的顶点。

在某些实施例中，对于凹型作业区域外轮廓，在垂直于候选切割线并且从左至右的方向上，每个顶点激活一次与该顶点相连且位于该顶点右侧的顶点，第二预设切割规则包括以下至少一种。

如果当前顶点被激活两次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓至少相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且当前顶点在候选切割线方向上的位于两个交点之间，则将该候选切割线作为切割线。

对于多边形外轮廓，将经由多边形外轮廓的顶点的候选切割线作为切割线。

保留重叠的候选切割线中一条。保留重叠的切割线中一条。

通过以上方式，则可以得到多条切割线，并且使用该多条切割线分割出的子区域中不会包括凹型子区域。

图6为本申请实施例提供的切割线的示意图。图7为本申请实施例提供的凸型子区域的示意图。

如图6所示，切割线过一个顶点(作业区域的边界或内部障碍物轮廓)，且与无人机飞行方向平行。利用上述切割线将作业区域按照边界和轮廓切割为多个子区域，每个子区域都是凸多边形，如图7所示。

在某些实施例中，当以特定角度的切割线(如非水平方向或竖直方向的切割线)分割凹型作业区域时，为了减少后续计算资源的消耗量，和提升处理速度，可以对凹型作业区域进行旋转，使得该特定角度的切割线变为水平向切割线或竖直向切割线。

例如，切割线的方向与指定方向之间存在夹角。

相应地，将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域可以包括如下操作。

首先，基于夹角旋转凹型作业区域外轮廓所在的坐标系，使得坐标系的坐标轴与指定方向相一致或相垂直。其中，该坐标系可以是转换后的平面坐标系。

然后，基于与指定方向相一致的切割线将凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。这样就可以实现以水平或竖直方向的切割线来分割凹型作业区域，有效减少后续进行分割过程中消耗的计算资源，并且提升处理速度。

在某些实施例中，在连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径之后，上述方法还可以包括如下操作：基于夹角反向旋转凹型作业区域外轮廓所在的坐标系，得到可移动平台针对复原后的凹型作业区域的目标路径。

图8为本申请另一实施例提供的切割线的示意图。

如图8所示，图8中切割线的方向与水平方向之间存在夹角，可以通过旋转坐标系使得切割线的方向是水平方向或竖直方向。

在一个具体实施例中，可以通过预先的坐标旋转来降低计算复杂度。例如，当切割线的方向与竖直方向之间存在+30°夹角时，则可以先将整个作业区域的坐标旋转-30°；然后，在旋转后的坐标系里面按照竖直方向进行路径规划；接着，将上一操作中规划好的路径坐标旋转+30°，使得路径坐标系回到了+30°夹角的坐标系中。通过以上旋转坐标轴的操作可以有效减少后续确定目标路径消耗的资源，如分割凸型子区域、遍历每个凸型子区域之间的连接方式、确定每个凸型子区域各自的入口和出口所消耗的资源。

以下对参考路径的生成过程进行示例性说明。

在某些实施例中，确定每个凸型子区域对应的可移动平台的参考路径可以包括如下操作。

首先，基于切割线的方向生成多条相互平行的参考路径，相邻的两条参考路径之间的距离与可移动平台的作业半径相关。其中，参考路径的延伸方向与切割线的方向相平行，有助于实现可移动平台在各凸型子区域沿着参考路径进行作业时的作业一致性。

然后，利用各凸型子区域的外轮廓切割参考路径，以便生成针对各凸型子区域的参考路径，以便生成凸型子区域各自的子目标路径。

在某些实施例中，生成凸型子区域各自的子目标路径可以包括如下操作。

首先，生成针对各凸型子区域各自的外轮廓的转向路径。

然后，针对凸型子区域中的每一个，连接凸型子区域的参考路径和针对凸型子区域的外轮廓的转向路径，得到凸型子区域的子目标路径。

需要说明的是，可以将凸型子区域的外轮廓作为设置转向路径的基准线。此外，为了提升作业精度，如减少可移动平台在作业过程中影响到凸型子区域的外轮廓之外的区域，可以对凸型子区域的外轮廓进行內缩，将內缩后得到的结果作为设置转向路径的基准线。

在某些实施例中，目标路径包括针对凸型子区域各自的切换路径，以使得可移动平台可基于切换路径移动至当前参考路径的相邻参考路径。

图9为本申请实施例提供的参考路径的示意图。

如图9所示，凹型作业区域被分割为三个凸型子区域C1、C2、C3。参考路径的延伸方向与切割线的延伸方向保持一致。被凸型子区域C1、C2、C3各自与竖向参考路径的交点可以作为各自的参考路径的端点。

参考图9所示，为了降低作业时对非作业区域造成影响，可以将参考路径的端点內缩一定尺寸，如內缩与作业半径对应的尺寸l。

通过以上方式便于基于生成的参考路径和转向路径确定凸型子区域各自的子目标路径。需要说明的是，在确定凸型子区域各自的子目标路径的过程中，除了需要用到参考路径和转向路径之外，还需要确定凸型子区域各自的入口和出口，这样将入口、参考路径、转向路径和出口相互连接，就可以得到凸型子区域各自的子目标路径。其中，凸型子区域各自的入口和出口可以是通过遍历等方式来确定，会在以下的实施例中对凸型子区域各自的入口和出口的确定方法进行说明。

以下对各凸型子区域各自的连接方式、入口和出口等进行示例性说明。

在某些实施例中，连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径可以包括如下操作。

首先，确定每个凸型子区域之间的连接顺序。然后，基于连接顺序确定每个凸型子区域各自的入口和出口，并且基于每个凸型子区域各自的入口和出口分别生成针对每个凸型子区域各自的子目标路径。接着，基于连接顺序和每个凸型子区域各自的入口和出口，连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成可移动平台在凹型作业区域的目标路径。例如，按照上述连接顺序连接各凸型子区域的出口和入口，得到可移动平台在凹型作业区域的目标路径。例如，将凸型子区域的位于最外侧的参考路径的两侧端点作为当前凸型子区域的端口。一个凸型子区域可以具有4个端口，将其中一个作为出口，一个作为入口，以便连接各凸型子区域的子目标路径。

图10为针对图9中凸型子区域的子目标路径的示意图。

如图10所示，凸型子区域C1、C2、C3各自具有四个端口，如凸型子区域C1具有端口i11、i12、i13、i14，凸型子区域C2具有端口i21、i22、i23、i24，凸型子区域C3具有端口i31、i32、i33、i34。可以通过遍历的方法确定以哪个端口作为目标路径的起始点(入口)，以哪个端口作为目标路径的终止点(出口)，使得目标路径的路径长度最短。

其中，在进行搜索时需要考虑两方面：首先是各子区域的连接顺序，然后是各子区域的入口选择。

参考图10所示，每个凸型子区域拥有4个入口，显然，由于弓字形移动路径，在作业半径已确定(如特定可移动平台的作业半径是固定的)的前提下，凸型子区域的入口一旦确定，出口就确定了。为了得到最优目标路径，可以采用递归的深度搜索方法。例如，第一层：构造不同的连接顺序；第二层：构造不同的入口顺序。以整体的路径最短为搜索目标，最后获得各个子区域的连接顺序，以及各个子区域路径的出口和入口位置。

在某些实施例中，在遍历所有凸型子区域之后，还可以将非作业消耗最小的路径作为目标路径。非作业消耗可以是指无人机飞行作业之外的消耗，至少包括不同凸型子区域之间的路程消耗。此外，还可以包括从起始点飞往作业区域的路程消耗以及从出口返航至起飞点的路程消耗。

例如，可以选择非作业消耗最小的一种路径作为无人机的目标路径。具体地，可以确定凸型子区域之间的连接方式。

可以通过排列组合方式来确定连接方式，对于n个凸型子区域，要遍历所有凸型子区域，有n！种连接方式，随着凸型子区域数量的增加，计算量急剧增大。为减少计算量，可以先不考虑各子区域的入口，仅考虑n个凸型子区域之间的连接路径的总长度。例如，可以画出不同凸型子区域之间的连通关系图，基于不同的连接方式，得到各连接方式各自的总路径长度。该方式相当于考虑了n个凸型子区域之间的临近关系，例如，如用线连接的两个凸型子区域表示这两个凸型子区域是邻接的，未用线连接的两个凸型子区域表示这两个凸型子区域是非邻接的。可将根据凸型子区域之间的邻接关系确定候选凸型子区域连接方式的问题转化为根据连通关系图求解汉密尔顿路径和/或欧拉路径的问题。通过以上算法得到了各子区域的连接顺序的最优解。其中，n是大于或等于2的正整数。

在某些实施例中，连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成可移动平台在凹型作业区域的目标路径可以包括如下操作。

首先，搜索各凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口，凸型子区域各自的入口或者出口位于凸型子区域的参考路径与凸型子区域的外轮廓的一个交点处。

然后，基于与凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口生成可移动平台在凹型作业区域的目标路径，使得目标路径最短。

例如，对于每一种连接方式，根据各凸型子区域的端口以及凸型子区域内包括的参考路径的数量确定凸型子区域的入口和出口，然后根据凸型子区域的入口和出口确定各凸型子区域之间的连接方式，如以凸型子区域C1作为起始的凸型子区域，则多个凸型子区域C1、C2、C3的连接顺序是区域C1至区域C3，以及区域C2至区域C3。

对于每个凸型子区域而言，可以采用排列组合方式确定每个凸型子区域的入口和出口，即每个端口都可以作为入口或出口；也可以分别将每个端口作为入口，出口根据参考路径的数量和入口而决定，即将无人机从入口进入凸型子区域后按照参考路径往返飞行后离开凸型子区域的端口作为出口。

在某些实施例中，搜索各凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口可以包括如下操作。

重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径：针对一种连接方式，确定该连接方式下的各凸型子区域各自的入口或者出口，使得在使用该连接方式下目标路径最短。首先，比对各连接方式下候选目标路径；然后，获取与路径长度最短的候选目标路径对应的凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口。

具体地，对于每一种连接方式，可以只采用一种候选端口连接方式，即对于凸型子区域，选择离起始点最近的端口作为凸型子区域的入口，并按照前述方式，根据凸型子区域包括的参考路径的数量和凸型子区域的入口确定凸型子区域的出口；对于其余凸型子区域，选择当前凸型子区域距离上一个凸型子区域的出口最近的端口作为当前凸型子区域的入口，并按照前述方式，根据当前凸型子区域包括的参考路径的数量和当前凸型子区域的入口确定当前凸型子区域的出口。

例如，对于每种候选端口连接方式，即候选连接路径，计算其非作业消耗。非作业消耗可以包括飞行过程中任何非作业路径的消耗，例如，非作业消耗可以至少包括不同凸型子区域之间的路程消耗以及从起始点飞往凸型子区域的路程消耗。对于以上路程消耗，可以利用邻接矩阵来计算，邻接矩阵第i行第j列元素表示连接第i块凸型子区域和第j块凸型子区域的代价，即无人机在两块凸型子区域之间的路程消耗。每个凸型子区域均有四个端口，则两个凸型子区域之间的连接方法共有4*4＝16种，邻接矩阵的元素为16维向量，分别表示两个凸型子区域的任意两个端口连接的消耗。计算路程消耗时，可以从邻接矩阵中找到对应不同凸型子区域的指定端口连接消耗，然后进行累加。起始点/终点可以作为一个特殊的凸型子区域计入邻接矩阵中，也可以单独计算起始点/终点和凸型子区域之间的路程消耗。

参考图10所示，在以凸型子区域C1作为起始的凸型子区域，确定了连接顺序是区域C1至区域C3，区域C2至区域C3。如果区域C1的入口是端口i11，则可以确定区域C1的出口是端口i13，区域C3的入口是端口i31，区域C3的出口是端口i34，区域C2的入口是端口i23，区域C2的出口是端口i21。通过以上方式可以有效降低搜索算法消耗的计算资源，提升搜索效率，并且能得到非作业消耗较少的目标路径。经过验证，上述算法在搜索效率上，搜索次数小于全局搜索的1/10。

通过上述实施例的实施，将凹型作业区域划分至多个凸型子区域，再根据多个凸型子区域确定无人机的飞行路径，可以处理复杂地形凹型作业区域的飞行路径规划，并减少飞行路径规划的计算量。

在某些实施例中，凹型作业区域还包括障碍物区域。在存在障碍物的场景中，在重复以上操作直至确定各连接方式下候选目标路径之后，上述方法还可以包括如下操作。首先，基于连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口，确定各连接方式下的凸型子区域连接路径。然后，如果凸型子区域连接路径与障碍物区域交叠，则确定与该凸型子区域连接路径对应的连接方式不安全，以去除不安全的连接方式。在农业作业中涉及的作业区域的地理形状较复杂，如凹型作业区域中包括多个障碍物区域和多个凹型区域，在切换凸型子区域进行作业的过程中，存在一定的风险使得可移动平台按照目标路径进行移动时，移动至障碍物区域或凹型区域。因此，在生成目标路径之后，可以对目标路径进行检测，如果存在上述风险，则可以删除该连接方式，降低风险。

图11为本申请实施例提供的目标路径的示意图。

如图11所示，图11中由于参考路径是相互平行的，生成的目标路径中大部分路径是相互平行，其余路径大多是基于凹型作业区域的外轮廓生成的。图11中各凸型子区域之间的目标路径的连接处比较平滑，很少出现大角度转弯等，更加符合无人机等可移动装置的高效平稳运动等需求。此外，各凸型子区域之间的作业一致性更高。

图12为本申请另一实施例提供的目标路径的示意图。图13为图12中转向路径的示意图。

如图12所示，凹型作业区域ABCDEF中包括障碍物区域abcd，针对该场景规划的目标路径中参考路径之间相互平行，参考路径之间通过转向路径连接，不同凸型子区域中子目标路径通过特定的连接方式进行连接。例如，图12中与多条参考路径相交的线段。

为了便于理解图12中目标路径的具体构成成分及形成原因，图13中以灰度图的形式展示了各线段的物理含义。其中，图13示出了凹型工作区域的外轮廓、障碍物区域的外轮廓、参考路径、转向路径、连接路径。其中，凹型工作区域的外轮廓、障碍物区域的外轮廓和参考路径以黑色实线示出。转向路径以灰色实线示出。连接路径以粗实线示出。此外，为了便于理解，图13中还示出了切割线，如细虚线所示，起自端点b的切割线被参考路径覆盖，未能示出。需要说明的是，切割线在生成的目标路径中并不显示。

参考图13所示，本申请实施例生成的目标路径的显著特征包括但不限于以下至少一种。例如，目标路径采用一种不同于侧面绕行的方式避开了区域中的障碍物，即目标路径遇到障碍物时，目标路径是转到相邻的参考路径，而不是绕到该参考路径的障碍物的另一边。例如，对于凹型作业区域，目标路径不会从内凹部分飞出作业区域。例如，分割得到的凸型子区域之间存在连接路径。例如，可以应用于存在凹型边界的作业区域和内部较大型的障碍物的作业区域。例如，参考路径之间相互平行。例如，参考路径和切割线之间相互平行。

在某些实施例中，可移动平台在按照连接路径进行飞行时，参考图1中连接路径104，可移动平台在沿着该连接路径104移动的过程中，无需进行作业，否则会导致重复作业，影响作业的一致性。为了解决上述问题，可以形成多个任务点的坐标序列。在不同的目标路径区间中，基于用户设置的任务确定是否执行作业。

无人机将按照坐标序列在多个任务点之间进行作业。任务点中至少包括无人机需要改变作业状态的点。例如，任务点中至少包括坐标点和对应的作业状态。

计算得到的任务点的坐标可以是基于切平面的平面坐标，为了便于无人机的作业，可以将平面坐标转换为经纬度坐标，此计算过程为上述将经纬度转换为平面坐标的逆运算，在此不再详述。

参考图1所示，当可移动平台到达连接路径104的端点时，即触发了与连接路径104的端点对应的任务点，则可以将可移动平台的状态从作业状态调整至停止作业状态，但是沿着连接路径104继续移动。通过以上方式可以使得无人机从一个凸型子区域飞往另一个凸型子区域时应停止作业以免浪费。当然，当可移动平台离开连接路径104时，可以触发了与连接路径104的另一端点对应的任务点，则可以将可移动平台的状态从停止作业状态调整至作业状态。

在某些实施例中，凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓中至少一种是由用户输入的。其中，用户输入的操作对象可以是控制终端，该控制终端可以和可移动平台是一体式的，也可以是分体式的。

例如，确定凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓的执行主体可以为可移动平台的控制应用程序，例如，应用(app)等，或者运行控制应用程序的设备，例如，可移动平台的遥控器，手机，ipad，可移动平台的基站等等。

具体地，首先，可以显示凹型作业区域的地貌图像。其中，在显示屏上显示地貌图像，或者投影显示地貌图像，地貌图像可以是下载的地图，也可以是通过无人机航拍获取的。

然后，获取用于表示凹型作业区域的地貌图像的边界的多个特征点的坐标。例如，可以通过输入装置，例如触摸屏、键盘、鼠标、麦克风、按键等，接收用户输入的特征点的坐标信息，也可以通过图像识别从地貌图像中提取特征点的坐标信息。特征点可以在边界上，也可以不在边界上。

其中，特征点至少包括用于表示凹型作业区域的外部轮廓的多个特征点。当凹型作业区域内存在障碍物时，特征点可进一步包括用于表示障碍物区域的外部轮廓的特征点。这里的障碍物区域是指无人机需要绕行的有障碍物的区域，例如禁飞区、存在房子、电线杆等不宜飞越的障碍物的区域。

在确定特征点之后，就可以根据多个特征点的坐标，确定凹型作业区域的边缘线。例如，可以采用直线段或者曲线段连接在边界上的特征点并将形成的折线或曲线作为全部或部分边缘线。可以将边缘线与地貌图像叠加显示在显示屏上。

此外，用户输入还可以进一步包括作业参数等，以下可移动平台是无人机为例进行说明。

上述方法还可以进一步包括如下操作：获取无人机的作业参数。其中，可以通过输入装置获取用户输入的作业参数，也可以通过其他方式，例如从互联网或者本地存储数据中获取无人机的作业参数。作业参数至少包括风向、无人机的作业宽度和起始点。此外，作业参数还可以进一步包括安全距离阈值、异常处理方式(如返航、降落等)、喷洒参数等参数。

这样便于无人机根据目标路径和无人机的作业参数，确定无人机在凹型作业区域内的飞行路径。需要说明的是，实际飞行路径和目标路径之间可能存在差异，如有障碍物移动至目标路径，则需要无人机绕过该障碍物后继续沿着目标路径行驶。

其中，参考无人机的作业特点，包括少转弯、就近飞行等，将这些参考路径与起始点(需要时加上终点)连接起来，选择非作业消耗最小的连接方式作为飞行路径。

在某些实施例中，为了便于用户及时了解作业进展和无人机运行状态，上述方法还可以包括：显示飞行路径。例如，可以在显示屏上显示飞行路径，可以将飞行路径与地貌图像叠加显示。

需要说明的是，当规划的飞行路径中包括返航点时，无人机的作业参数应包括估算返航点所需要的参数，例如无人机的最大飞行时间、飞行距离等。显示飞行路径时，可以在显示屏上显示起始点和返航点。此外，还可以显示无人机检测到威胁，如障碍物信息等。当无人机上设置有图像传感器时，还可以进一步将拍摄的图像信息传输给遥控器，以便显示拍摄的图像信息。

图14为本申请另一实施例提供的路径规划方法的流程示意图。

如图14所示，该路径规划方法，用于规划可移动平台的目标路径。具体地，该方法可以包括操作S1402～操作S1404。

在操作S1402，确定多个凸型子区域，以及多个凸型子区域各自的子目标路径。

在本实施例中，多个凸型子区域可以是基于规则对作业区域进行分割来确定的，也可以是由用户自行划分得到的。凸型子区域的子目标路径可以是基于参考路径和凸型子区域的外轮廓来确定的。参考路径的延伸方向可以是由用户设定的，或者基于可移动平台的移动方向来确定的。

在操作S1404，连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成目标路径，使得目标路径最短。

其中，可以通过遍历各凸型子区域的方式来确定每个凸型子区域之间的连接方式。目标路径最短可以是指消耗的非作业资源最少。

在某些实施例中，连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成目标路径，使得目标路径最短可以包括如下操作。

首先，搜索各凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口，凸型子区域各自的入口或者出口位于凸型子区域的参考路径与凸型子区域的外轮廓的一个交点处。例如，可以将凸型子区域中位于最外侧的参考路径与凸型子区域的外轮廓的交点作为端口。一个凸型子区域可以包括4个端口，其中两个端口可以作为该凸型子区域的入口或出口。

然后，基于与凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口生成可移动平台在凹型作业区域的目标路径，使得目标路径最短，凹型作业区域包括各凸型子区域。

图15为本申请实施例提供的图像子区域各自的端口的示意图。

图15中示出了两个凸型子区域的端口。例如，位于左上角的凸型子区域的端口共4个。其中，一个端口可以作为入口，一个端口可以作为出口。入口和出口可以是同一个端口，也可以是两个不同的端口。

图15中左上方的凸型子区域包括端口a1、a2、a3和a4，与该左上方的凸型子区域相邻的凸型子区域包括端口b1、b2、b3和b4。以左上方的凸型子区域为例，端口a1、a3是左上方的凸型子区域中最左侧的参考路径与左上方的凸型子区域的外轮廓的交点；端口a2、a4是左上方的凸型子区域中最右侧的参考路径与左上方的凸型子区域的外轮廓的交点。端口a1、a2、a3和a4中的一个端口可以作为该左上方的凸型子区域入口，端口a1、a2、a3和a4中的一个端口可以作为该左上方的凸型子区域出口。例如，端口a1作为左上方的凸型子区域的入口，端口a1作为左上方的凸型子区域的出口，为了减少可移动平台在切换凸型子区域时消耗的非工作资源，可以将端口b1作为凸型子区域的入口，端口b2、b3和b4中的一个作为凸型子区域的出口。

在某些实施例中，凸型子区域各自的子目标路径可以通过如下方式来确定，首先，生成与指定方向或者可移动平台的当前移动方向相一致的多条参考路径，相邻的两条参考路径之间的距离与可移动平台的作业半径相关。然后，利用各凸型子区域的外轮廓切割参考路径，生成可移动平台在各凸型子区域的参考路径，以便生成可移动平台在各凸型子区域各自的子目标路径。具体地，参考路径可以参考针对图9的相关说明。例如，参考路径的延伸方向可以是基于可移动平台当前的移动方向、当前的风向等来确定的，相邻的参考路径之间的距离可以是基于可移动平台的作业半径来确定的。参考路径所在的坐标系可以经过旋转处理等。

重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径：针对一种连接方式，确定该连接方式下的各凸型子区域各自的入口或者出口，使得在使用该连接方式下目标路径最短；首先，比对各连接方式下候选目标路径。然后，获取与路径长度最短的候选目标路径对应的凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口。

其中，在遍历所有凸型子区域之后，还可以将非作业消耗最小的路径作为目标路径。非作业消耗可以是指无人机飞行作业之外的消耗，至少包括不同凸型子区域之间的路程消耗。此外，还可以包括从起始点飞往作业区域的路程消耗以及从出口返航至起飞点的路程消耗。

例如，可以选择非作业消耗最小的一种路径作为无人机的目标路径。具体地，可以先确定凸型子区域之间的连接方式。然后基于该连接方式确定各凸型子区域的子目标路径。其中，可以通过排列组合方式来确定候选连接方式，然后通过遍历各候选连接方式的方法来确定各凸型子区域之间的连接方式，如路径最短的连接方式。然后，基于该连接方式、各凸型子区域的入口和端口、相邻参考路径之间的宽度等来确定目标路径。例如，在确定连接方式是凸型子区域1-凸型子区域2-凸型子区域3，入口是凸型子区域1的某端口，则可以以上述某端口作为起始点，沿参考路径和凸型子区域的外轮廓以及连接路径(基于不同凸型子区域之间的连接方式来确定的)生成目标路径。

在某些实施例中，上述方法还可以包括如下操作。首先，确定多个障碍物区域。然后，在上述确定各连接方式下候选目标路径之后，基于连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口，确定各连接方式下的凸型子区域连接路径。如果凸型子区域连接路径与障碍物区域交叠，则确定与该凸型子区域连接路径对应的连接方式不安全，以去除不安全的连接方式。通过该方式来降低可移动平台转移凸型子区域进行作业时发生风险的概率。

本申请的另一方面提供了一种路径规划系统，用于规划可移动平台的目标路径。其中，该路径规划系统可以包括可移动平台和控制终端，控制终端上可以安装有应用 (APP)，用户可以通过应用与可移动平台之间进行信息传输，如发送或接收控制指令、工作参数等。

图16为本申请实施例提供的路径规划系统进行路径规划的流程图。

如图16所示，在应用侧，用户可以通过APP设置作业区域、划定障碍物区域和设置相邻参考路径之间的宽度(如相邻的参考路径之间的间距)、可移动平台的移动方向等参数。控制终端通过APP将上述参数的取值等发送给可移动平台，可移动平台利用算法处理上述参数的取值中至少部分，来实现诸如切割凸型子区域、生成参考路径、确定各凸型子区域之间的连接顺序和连接凸型子区域等操作，以实现生成目标路径。如果可移动平台是无人机，则该路径为航线。具体地，利用切割线将作业区域分割为多个凸型子区域。然后生成参考航线，在凸型子区域中生成切割后的航线位置。接着，利用搜索方法确定各凸型子区域的连接顺序和入口。然后，按照连接顺序连接各凸型子区域的航线。此外，还可以检查凸型子区域间连接航线相对于障碍物区域的安全性，以降低风险。

本申请的另一方面提供了一种路径规划装置，用于规划可移动平台的目标路径。

图17为本申请实施例提供的路径规划装置的结构示意图。

如图17所示，该路径规划装置1700可以包括一个或多个处理器1710，该一个或多个处理器1710可以集成在一个处理单元中，也可以分别设置在多个处理单元中。计算机可读存储介质1720，用于存储一个或多个计算机程序1721，计算机程序在被处理器执行时，实现如上的路径规划方法，例如，将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域；确定每个凸型子区域对应的可移动平台的参考路径，参考路径的方向与切割作业区域的切割线的方向平行；连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径。

其中，该路径规划装置1700可以被设置在一个执行主体中或分别设置在多个执行主体中。例如，对于可以实现本地控制功能的陆地机器人等的场景中，该路径规划装置1700可以被设置在该陆地机器人中，如该陆地机器人上设置有云台，云台上可以设置作业设备(如喷洒装置、相机、雷达等)，陆地机器人的机体上设置有显示屏以便于与用户进行交互。又例如，对于可以使用非本地控制终端对可移动平台进行控制的场景中，该路径规划装置1700的至少部分可以被设置在控制终端中，如接受用户操作的相关功能被设置在控制终端中。该路径规划装置1700的至少部分可以被设置在可移动平台中，如信息传输功能、环境信息感测功能和联动控制功能等中至少一种。此外，该路径规划装置1700的至少部分可以被设置在飞控中，以便执行凸型子区域划分、生成参考路径等。

例如，处理单元可以包括现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者一个或者多个ARM处理器。处理单元可以与非易失性计算机可读存储介质1720连接。与非易失性计算机可读存储介质1720可以存储由处理单元所执行的逻辑、代码及/或者计算机指令，用于执行一个或者多个步骤。非易失性计算机可读存储介质1720可以包括一个或者多个存储单元(可去除的介质或者外部存储器，如SD卡或者RAM)。在某些实施例中，传感器感测的数据可以直接传送并存储到非易失性计算机可读存储介质1720的存储单元中。非易失性计算机可读存储介质1720的存储单元可以存储由处理单元所执行的逻辑、代码及/或者计算机指令，以执行本案描述的各种方法的各个实施例。例如，处理单元可以用于执行指令，以导致处理单元的一个或者多个处理器执行上述描述的追踪功能。存储单元可以存储感测模块感测数据，该数据感测由处理单元所处理。在某些实施例中，非易失性计算机可读存储介质1720的存储单元可以存储处理单元产生的处理结果。

在某些实施例中，处理单元可以与控制模块连接，用以控制可移动平台的状态。例如，控制模块可以用于控制可移动平台的动力机构，以调整可移动平台相对于六个自由度的空间方位、速度及/或加速度。可选地或者相结合的，控制模块可以控制承载体，负载或者感测模块中的一个或者多个。

处理单元还可以与通讯模块连接，用以与一个或者多个外围设备(如终端、显示设备、或者其它远程控制设备)传送及/或者接收数据。这里可以利用任何合适的通讯方法，如有线通讯或者无线通讯。例如，通讯模块可以利用到一个或者多个局域网、广域网、红外线、无线电、Wi-Fi、点对点(P2P)网络、电信网络、云网络等。可选地，可以用到中继站，如信号塔、卫星、或者移动基站等。

上述各个部件之间可以是相互适配的。例如，一个或者多个部件位于可移动平台、承载体、负载、终端、感测系统、或者与前述各设备通讯的额外的外部设备上。在某些实施例中，处理单元及/或非易失性计算机可读介质中的一个或者多个可以位于不同的位置，如在可移动平台、承载体、负载、终端、感测系统、或者与前述各设备通讯的额外的外部设备以及前述的各种结合上。

此外，与可移动平台相适配的控制终端可以包括输入模块、处理单元、存储器、显示模块、以及通讯模块，所有这样的部件都是通过总线或者相似的网络相连接。

输入模块包括一个或者多个输入机制，以获取用户通过操作该输入模块产生的输入。输入机制包括一个或者多个操纵杆、开关、旋钮、滑动开关、按钮、拨号盘、触摸屏、小键盘、键盘、鼠标、声音控制、手势控制、惯性模块等。输入模块可以用于获取用户的输入，该输入用于控制可移动平台、承载体、负载、或者其中部件的任何方面。任何方面包括姿态、位置、方向、飞行、追踪等。例如，输入机制可以是用户手动设置一个或者多个位置，每个位置对应一个预设输入，以控制可移动平台。

在某些实施例中，输入机制可以由用户操作，以输入控制指令，控制可移动平台的运动。例如，用户可以利用旋钮、开关或者相似的输入机制，输入可移动平台的运动模式，如自动飞行、自动驾驶或者根据预设运动路径运动。又如，用户可以通过用某种方法倾斜控制终端，以控制可移动平台的位置、姿态、方向、或者其它方面。控制终端的倾斜可以由一个或者多个惯性传感器所侦测，并产生对应的运动指令。再如，用户可以利用上述输入机制调整负载的操作参数(如喷洒与否、流量调整、变焦)、负载的姿态(通过承载体)，或者可移动平台上的任何物体的其它方面。

在某些实施例中，输入机制可以由用户操作，以输入前述描述目标物信息。例如，用户可以利用旋钮、开关或者相似的输入机制，选择合适的运动模式，如人工控制移动模式或者自动控制移动模式。用户也可以利用该输入机制选择所要采用的目标路径。在各种实施例中，输入模块可以由不止一个设备所执行。例如，输入模块可以由带有操纵杆的标准远程控制器所执行。带有操纵杆的标准远程控制器连接到运行适合应用程序(“app”)的移动设备(如智能手机)中，以产生可移动平台的控制指令。app可以用于获取用户的输入。

处理单元可以与存储器连接。存储器包括易失性或者非易失性存储介质，用于存储数据，及/或处理单元可执行的逻辑、代码、及/或程序指令，用于执行一个或者多个规则或者功能。存储器可以包括一个或者多个存储单元(可去除的介质或者外部存储器，如SD卡或者RAM)。在某些实施例中，输入模块的数据可以直接传送并存储在存储器的存储单元中。存储器的存储单元可以存储由处理单元所执行的逻辑、代码及/或者计算机指令，以执行本案描述的各种方法的各个实施例。例如，处理单元可以用于执行指令，以导致处理单元的一个或者多个处理器处理及显示从可移动平台获取的感应数据(如影像)，基于用户输入产生的控制指令，包括运动指令及目标物信息，并导致通讯模块传送及/或者接收数据等。存储单元可以存储感测数据或者从外部设备(如可移动平台)接收的其它数据。在某些实施例中，存储器的存储单元可以存储处理单元生成的处理结果。

在某些实施例中，显示模块可以用于显示如图3中可移动平台10、承载体13及/或作业装置14关于位置、平移速度、平移加速度、方向、角速度、角加速度、或者其结合等的信息。显示模块可以用于获取可移动平台及/或者负载发送的信息，如感测数据(相机或者其它影像捕获设备记录的影像)、控制反馈数据等。在某些实施例中，显示模块可以与输入模块由相同的设备所执行。在其它实施例中，显示模块与输入模块可以由不相同的设备所执行。

通讯模块可以用于从一个或者多个远程设备(如可移动平台、承载体、基站等)传送及/或者接收数据。例如，通讯模块可以传送控制信号(如运动信号、目标物信息、追踪控制指令)给外围系统或者设备，如图3中可移动平台10、承载体13及/或作业装置14。通讯模块可以包括传送器及接收器，分别用于从远程设备接收数据以及传送数据给远程设备。在某些实施例中，通讯模块可以包括收发器，其结合了传送器与接收器的功能。在某些实施例中，传送器与接收器之间以及与处理单元之间可以彼此通讯。通讯可以利用任何合适的通讯手段，如有线通讯或者无线通讯。

可移动平台在运动过程中捕获的影像可以从可移动平台或者影像设备传回给控制终端或者其它适合的设备，以显示、播放、存储、编辑或者其它目的。这样的传送可以是当影像设备捕获影像时，实时的或者将近实时的发生。可选地，影像的捕获及传送之间可以有延迟。在某些实施例中，影像可以存储在可移动平台的存储器中，而不用传送到任何其它地方。用户可以实时看到这些影像，如果需要，调整目标物信息或者调整可移动平台或者其部件的其它方面。调整的目标物信息可以提供给可移动平台，重复的过程可能继续直到获得可想要的影像。在某些实施例中，影像可以从可移动平台、影像设备及/或控制终端传送给远程服务器。例如，影像可以在一些社交网络平台，如微信朋友圈或者微博上以进行分享。

在某些实施例中，将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域包括如下操作。首先，生成经由凹型作业区域外轮廓的多个顶点各自的候选切割线，候选切割线的延伸方向是指定方向或者可移动平台的当前移动方向。然后，基于第一预设切割规则和至少一个切割线将凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域，至少一个切割线是从候选切割线中确定的。

具体内容参考前面的实施例的相同部分，此处不再做赘述。

在某些实施例中，凸型子区域的个数，是凹型作业区域可分解成的凸型子区域的个数的最小值。

在某些实施例中，第一预设切割规则用于基于经由凹型作业区域的凹顶点的切割线，将凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。

在某些实施例中，第一预设切割规则包括以下至少一种：在垂直于候选切割线并且从左至右的方向上，每个顶点激活1次与该顶点相连且位于该顶点右侧的顶点。

相应地，如果当前顶点被激活零次，并且经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓之间没有除当前顶点之外的交点，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

在某些实施例中，凹型作业区域还包括障碍物区域，障碍物区域的多边形外轮廓作为凹型作业区域的多边形内轮廓。

切割线等相关内容可以参考前面的实施例的相同部分，此处不再做赘述。

在某些实施例中，凸型子区域的个数，是凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓之间的区域可分解成的凸多边形外轮廓的个数的最小值。

在某些实施例中，第二预设切割规则用于基于经由凹型作业区域的凹顶点的第一候选切割线以及经由多边形外轮廓的各顶点的第二候选切割线，对凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓之间的区域分割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。

在某些实施例中，第二预设切割规则包括以下至少一种，对于凹型作业区域外轮廓，在垂直于候选切割线并且从左至右的方向上，每个顶点激活一次与该顶点相连且位于该顶点右侧的顶点。

例如，如果当前顶点被激活零次，并且经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓之间没有除当前顶点之外的交点，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

例如，如果当前顶点被激活零次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且至少两个交点位于当前顶点在候选切割线方向上的同一侧，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

例如，如果当前顶点被激活零次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且至少两个交点分别位于当前顶点在候选切割线方向上的两侧，则将经由当前顶点的候选切割线作为切割线。

例如，如果当前顶点被激活一次，在候选切割线的延伸方向上，当前顶点相对于与该当前顶点相连的两个顶点更接近凹型作业区域外轮廓在垂直候选切割线方向的中心线，则将经由当前顶点的候选切割线作为切割线。

例如，如果当前顶点被激活两次，并且经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓之间没有除当前顶点之外的交点，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

例如，如果当前顶点被激活两次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且至少两个交点位于当前顶点在候选切割线方向上的同一侧，则舍弃经由该当前顶点的候选切割线。

例如，如果当前顶点被激活两次，经由当前顶点的候选切割线与凹型作业区域外轮廓至少相交于除当前顶点之外的至少两个交点，并且当前顶点在候选切割线方向上的位于两个交点之间，则将该候选切割线作为切割线。

例如，对于多边形外轮廓，将经由多边形外轮廓的顶点的候选切割线作为切割线。

例如，保留重叠的候选切割线中一条。

例如，保留重叠的切割线中一条。

在某些实施例中，连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径可以包括如下操作。首先，生成针对每个凸型子区域各自的子目标路径。然后，连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成可移动平台在凹型作业区域的目标路径。

首先，基于切割线的方向生成多条相互平行的参考路径，相邻的两条参考路径之间的距离与可移动平台的作业半径相关。

在某些实施例中，生成凸型子区域各自的子目标路径可以包括如下操作。首先，生成针对各凸型子区域各自的外轮廓的转向路径。然后，针对凸型子区域中的每一个，连接凸型子区域的参考路径和针对凸型子区域的外轮廓的转向路径，得到凸型子区域的子目标路径。

具体内容参考前面的实施例的相同部分，此处不再做赘述。

在某些实施例中，搜索各凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口可以包括如下操作，重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径：针对一种连接方式，确定该连接方式下的各凸型子区域各自的入口或者出口，使得在使用该连接方式下目标路径最短。例如，比对各连接方式下候选目标路径。然后，获取与路径长度最短的候选目标路径对应的凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口。

在某些实施例中，凹型作业区域还包括障碍物区域。相应地，在重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径之后，计算机程序在被处理器执行时，还实现：首先，基于连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口，确定各连接方式下的凸型子区域连接路径。然后，如果凸型子区域连接路径与障碍物区域交叠，则确定与该凸型子区域连接路径对应的连接方式不安全，以去除不安全的连接方式。

在某些实施例中，切割线的方向与指定方向之间存在夹角。相应地，将可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域可以包括如下操作。首先，基于夹角旋转凹型作业区域外轮廓所在的坐标系，使得坐标系的坐标轴与指定方向相一致或相垂直。然后，基于与指定方向相一致的切割线将凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。

在某些实施例中，在连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成可移动平台在作业区域作业时的目标路径之后，计算机程序在被处理器执行时，还可以实现如下操作。基于夹角反向旋转凹型作业区域外轮廓所在的坐标系，得到可移动平台针对复原后的凹型作业区域的目标路径。

在某些实施例中，凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓中至少一种是由用户输入的。

如图18所示，上述装置1800可以包括一个或多个处理器1810以及计算机可读存储介质1820。

其中，计算机可读存储介质1820用于存储一个或多个计算机程序1821，计算机程序1821在被处理器执行时，可以实现如下操作。

首先，确定多个凸型子区域，以及多个凸型子区域各自的子目标路径。

然后，连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成目标路径，使得目标路径最短。

具体内容参考前面的实施例的相同部分，此处不再做赘述。

在某些实施例中，搜索各凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口可以包括如下操作：重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径：针对一种连接方式，确定该连接方式下的各凸型子区域各自的入口或者出口，使得在使用该连接方式下目标路径最短。例如，比对各连接方式下候选目标路径；获取与路径长度最短的候选目标路径对应的凸型子区域的连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口。

在某些实施例中，计算机程序在被处理器执行时，还实现：确定多个障碍物区域。在重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径之后，基于连接方式和各凸型子区域各自的入口或者出口，确定各连接方式下的凸型子区域连接路径。如果凸型子区域连接路径与障碍物区域交叠，则确定与该凸型子区域连接路径对应的连接方式不安全，以去除不安全的连接方式。

在某些实施例中，凸型子区域各自的子目标路径可以通过如下方式确定：生成与指定方向或者可移动平台的当前移动方向相一致的多条参考路径，相邻的两条参考路径之间的距离与可移动平台的作业半径相关。然后，利用各凸型子区域的外轮廓切割参考路径，生成可移动平台在各凸型子区域的参考路径，以便生成可移动平台在各凸型子区域各自的子目标路径。

在某些实施例中，控制终端设置在可移动平台上。如控制终端和可移动平移是一体的。具体内容参考前面的实施例的相同部分，此处不再做赘述。

本申请的实施例还提供了一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行本申请实施例所提供的方法的程序代码，当计算机程序产品在电子设备上运行时，该程序代码用于使电子设备实现本申请实施例所提供的图像模型训练方法或图像处理方法。

在该计算机程序被处理器执行时，执行本申请实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本申请的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

根据本申请的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

以上为本申请的最优实施例，需要说明的，该最优的实施例仅用于理解本申请，并不用于限制本申请的保护范围。并且，最优实施例中的特征，在无特别注明的情况下，均同时适用于方法实施例和装置实施例，在相同或不同实施例中出现的技术特征在不相互冲突的情况下可以组合使用。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本申请已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施方式技术方案的范围。

Claims

一种路径规划方法，用于规划可移动平台的目标路径，其特征在于，所述方法包括：

将所述可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域；

确定每个凸型子区域对应的所述可移动平台的参考路径，所述参考路径的方向与切割所述作业区域的切割线的方向平行；

连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成所述可移动平台在所述作业区域作业时的目标路径。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域包括：

生成经由所述凹型作业区域外轮廓的多个顶点各自的候选切割线，所述候选切割线的延伸方向是指定方向或者所述可移动平台的当前移动方向；

基于第一预设切割规则和至少一个切割线将所述凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域，至少一个所述切割线是从所述候选切割线中确定的。
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述凸型子区域的个数，是所述凹型作业区域可分解成的凸型子区域的个数的最小值。
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设切割规则用于基于经由所述凹型作业区域的凹顶点的切割线，将所述凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述凹型作业区域还包括障碍物区域，所述障碍物区域的多边形外轮廓作为所述凹型作业区域的多边形内轮廓。
根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域包括：

确定经由所述凹型作业区域外轮廓和所述多边形外轮廓的多个顶点各自的候选切割线，所述候选切割线的延伸方向是指定方向或者所述可移动平台的当前移动方向；

基于第二预设切割规则和至少一个切割线将所述凹型作业区域外轮廓和所述多边形外轮廓之间的区域分割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域，至少一个所述切割线是从所述候选切割线中确定的。
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述凸型子区域的个数，是所述凹型作业区域外轮廓和所述多边形外轮廓之间的区域可分解成的凸多边形外轮廓的个数的最小值。
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二预设切割规则用于基于经由所述凹型作业区域的凹顶点的第一候选切割线以及经由所述多边形外轮廓的各顶点的第二候选切割线，将所述凹型作业区域外轮廓和所述多边形外轮廓之间的区域分割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标路径包括针对所述凸型子区域各自的切换路径，以使得可移动平台可基于所述切换路径移动至当前参考路径的相邻参考路径。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成所述可移动平台在所述作业区域作业时的目标路径包括：

确定每个凸型子区域之间的连接顺序；

基于所述连接顺序确定每个凸型子区域各自的入口和出口，并且基于所述每个凸型子区域各自的入口和出口分别生成针对每个凸型子区域各自的子目标路径；

基于所述连接顺序和每个凸型子区域各自的入口和出口，连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成所述可移动平台在所述凹型作业区域的目标路径。
根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定每个凸型子区域对应的所述可移动平台的参考路径包括：

基于所述切割线的方向生成多条相互平行的参考路径，相邻的两条参考路径之间的距离与所述可移动平台的作业半径相关；

利用各所述凸型子区域的外轮廓切割所述参考路径，以便生成针对各所述凸型子区域的参考路径，以便生成所述凸型子区域各自的子目标路径。
根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述生成所述凸型子区域各自的子目标路径包括：

生成针对各所述凸型子区域各自的外轮廓的转向路径；

针对所述凸型子区域中的每一个，连接所述凸型子区域的参考路径和针对所述凸型子区域的外轮廓的转向路径，得到所述凸型子区域的子目标路径。
根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成所述可移动平台在所述凹型作业区域的目标路径包括：

搜索各所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口，所述凸型子区域各自的入口或者出口位于所述凸型子区域的参考路径与所述凸型子区域的外轮廓的一个交点处；

基于与所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口生成所述可移动平台在所述凹型作业区域的目标路径，使得所述目标路径最短。
根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述搜索各所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口包括：

重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径：针对一种连接方式，确定该连接方式下的各所述凸型子区域各自的入口或者出口，使得在使用该连接方式下所述目标路径最短；

比对各连接方式下候选目标路径；

获取与路径长度最短的候选目标路径对应的凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口。
根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述凹型作业区域还包括障碍物区域；

在所述重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径之后，所述方法还包括：

基于所述连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口，确定各连接方式下的凸型子区域连接路径；

如果所述凸型子区域连接路径与所述障碍物区域交叠，则确定与该凸型子区域连接路径对应的连接方式不安全，以去除不安全的连接方式。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切割线的方向与指定方向之间存在夹角；

所述将所述可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域包括：

基于所述夹角旋转所述凹型作业区域外轮廓所在的坐标系，使得所述坐标系的坐标轴与所述指定方向相一致或相垂直；

基于与所述指定方向相一致的切割线将所述凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。
根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成所述可移动平台在所述作业区域作业时的目标路径之后，还包括：

基于所述夹角反向旋转所述凹型作业区域外轮廓所在的坐标系，得到所述可移动平台针对复原后的凹型作业区域的目标路径。
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓中至少一种是由用户输入的。
一种路径规划方法，用于规划可移动平台的目标路径，其特征在于，所述方法包括：

确定多个凸型子区域，以及多个所述凸型子区域各自的子目标路径；

连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成所述目标路径，使得所述目标路径最短。
根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成所述目标路径，使得所述目标路径最短，包括：

搜索各所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口，所述凸型子区域各自的入口或者出口位于所述凸型子区域的参考路径与所述凸型子区域的外轮廓的一个交点处；

基于与所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口生成所述可移动平台在凹型作业区域的目标路径，使得所述目标路径最短，所述凹型作业区域包括各所述凸型子区域。
根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述搜索各所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口包括：

重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径：针对一种连接方式，确定该连接方式下的各所述凸型子区域各自的入口或者出口，使得在使用该连接方式下所述目标路径最短；

比对各连接方式下候选目标路径；

获取与路径长度最短的候选目标路径对应的凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口。
根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定多个障碍物区域；

在所述重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径之后，基于所述连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口，确定各连接方式下的凸型子区域连接路径；

如果所述凸型子区域连接路径与所述障碍物区域交叠，则确定与该凸型子区域连接路径对应的连接方式不安全，以去除不安全的连接方式。
根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述凸型子区域各自的子目标路径通过如下方式确定：

生成与指定方向或者所述可移动平台的当前移动方向相一致的多条参考路径，相邻的两条参考路径之间的距离与所述可移动平台的作业半径相关；

利用各所述凸型子区域的外轮廓切割所述参考路径，生成所述可移动平台在各所述凸型子区域的参考路径，以便生成所述可移动平台在各所述凸型子区域各自的子目标路径。
一种路径规划装置，用于规划可移动平台的目标路径，其特征在于，所述装置包括：

一个或多个处理器；

计算机可读存储介质，用于存储一个或多个计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时，实现：

将所述可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域；

确定每个凸型子区域对应的所述可移动平台的参考路径，所述参考路径的方向与切割所述作业区域的切割线的方向平行；

连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成所述可移动平台在所述作业区域作业时的目标路径。
根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述将所述可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域包括：

生成经由所述凹型作业区域外轮廓的多个顶点各自的候选切割线，所述候选切割线的延伸方向是指定方向或者所述可移动平台的当前移动方向；

基于第一预设切割规则和至少一个切割线将所述凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域，至少一个所述切割线是从所述候选切割线中确定的。
根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述凸型子区域的个数，是所述凹型作业区域可分解成的凸型子区域的个数的最小值。
根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述第一预设切割规则用于基于经由所述凹型作业区域的凹顶点的切割线，将所述凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。
根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述凹型作业区域还包括障碍物区域，所述障碍物区域的多边形外轮廓作为所述凹型作业区域的多边形内轮廓。
根据权利要求28所述的装置，其特征在于，所述将所述可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域包括：

确定经由所述凹型作业区域外轮廓和所述多边形外轮廓的多个顶点各自的候选切割线，所述候选切割线的延伸方向是指定方向或者所述可移动平台的当前移动方向；

基于第二预设切割规则和至少一个切割线将所述凹型作业区域外轮廓和所述多边形外轮廓之间的区域分割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域，至少一个所述切割线是从所述候选切割线中确定的。
根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述凸型子区域的个数，是所述凹型作业区域外轮廓和所述多边形外轮廓之间的区域可分解成的凸多边形外轮廓的个数的最小值。
根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述第二预设切割规则用于基于经由所述凹型作业区域的凹顶点的第一候选切割线以及经由所述多边形外轮廓的各顶点的第二候选切割线，对所述凹型作业区域外轮廓和所述多边形外轮廓之间的区域分割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。
根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述目标路径包括针对所述凸型子区域各自的切换路径，以使得可移动平台可基于所述切换路径移动至当前参考路径的相邻参考路径。
根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成所述可移动平台在所述作业区域作业时的目标路径包括：

生成针对每个凸型子区域各自的子目标路径；

连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成所述可移动平台在所述凹型作业区域的目标路径。
根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述确定每个凸型子区域对应的所述可移动平台的参考路径包括：

基于所述切割线的方向生成多条相互平行的参考路径，相邻的两条参考路径之间的距离与所述可移动平台的作业半径相关；

利用各所述凸型子区域的外轮廓切割所述参考路径，以便生成针对各所述凸型子区域的参考路径，以便生成所述凸型子区域各自的子目标路径。
根据权利要求34所述的装置，其特征在于，所述生成所述凸型子区域各自的子目标路径包括：

生成针对各所述凸型子区域各自的外轮廓的转向路径；

针对所述凸型子区域中的每一个，连接所述凸型子区域的参考路径和针对所述凸型子区域的外轮廓的转向路径，得到所述凸型子区域的子目标路径。
根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成所述可移动平台在所述凹型作业区域的目标路径包括：

搜索各所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口，所述凸型子区域各自的入口或者出口位于所述凸型子区域的参考路径与所述凸型子区域的外轮廓的一个交点处；

基于与所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口生成所述可移动平台在所述凹型作业区域的目标路径，使得所述目标路径最短。
根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述搜索各所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口包括：

重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径：针对一种连接方式，确定该连接方式下的各所述凸型子区域各自的入口或者出口，使得在使用该连接方式下所述目标路径最短：

比对各连接方式下候选目标路径；

获取与路径长度最短的候选目标路径对应的凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口。
根据权利要求37所述的装置，其特征在于，所述凹型作业区域还包括障碍物区域；

在所述重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径之后，所述计算机程序在被所述处理器执行时，还实现：

基于所述连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口，确定各连接方式下的凸型子区域连接路径；

如果所述凸型子区域连接路径与所述障碍物区域交叠，则确定与该凸型子区域连接路径对应的连接方式不安全，以去除不安全的连接方式。
根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述切割线的方向与指定方向之间存在夹角；

所述将所述可移动平台的凹型作业区域切割为多个凸型子区域包括：

基于所述夹角旋转所述凹型作业区域外轮廓所在的坐标系，使得所述坐标系的坐标轴与所述指定方向相一致或相垂直；

基于与所述指定方向相一致的切割线将所述凹型作业区域切割成多个分别具有凸多边形外轮廓的凸型子区域。
根据权利要求39所述的装置，其特征在于，在所述连接每个凸型子区域对应的参考路径以生成所述可移动平台在所述作业区域作业时的目标路径之后，所述计算机程序在被所述处理器执行时，还实现：

基于所述夹角反向旋转所述凹型作业区域外轮廓所在的坐标系，得到所述可移动平台针对复原后的凹型作业区域的目标路径。
根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述凹型作业区域外轮廓和多边形外轮廓中至少一种是由用户输入的。
一种路径规划装置，用于规划可移动平台的目标路径，其特征在于，所述装置包括：

一个或多个处理器；

计算机可读存储介质，用于存储一个或多个计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时，实现：

确定多个凸型子区域，以及多个所述凸型子区域各自的子目标路径；

连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成所述目标路径，使得所述目标路径最短。
根据权利要求42所述的装置，其特征在于，所述连接每个凸型子区域各自的子目标路径以生成所述目标路径，使得所述目标路径最短，包括：

搜索各所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口，所述凸型子区域各自的入口或者出口位于所述凸型子区域的参考路径与所述凸型子区域的外轮廓的一个交点处；

基于与所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口生成所述可移动平台在凹型作业区域的目标路径，使得所述目标路径最短，所述凹型作业区域包括各所述凸型子区域。
根据权利要求43所述的装置，其特征在于，所述搜索各所述凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口包括：

重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径：针对一种连接方式，确定该连接方式下的各所述凸型子区域各自的入口或者出口，使得在使用该连接方式下所述目标路径最短；

比对各连接方式下候选目标路径；

获取与路径长度最短的候选目标路径对应的凸型子区域的连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口。
根据权利要求44所述的装置，其特征在于，所述计算机程序在被所述处理器执行时，还实现：

确定多个障碍物区域；

在所述重复以下操作直至确定各连接方式下候选目标路径之后，基于所述连接方式和各所述凸型子区域各自的入口或者出口，确定各连接方式下的凸型子区域连接路径；

如果所述凸型子区域连接路径与所述障碍物区域交叠，则确定与该凸型子区域连接路径对应的连接方式不安全，以去除不安全的连接方式。
根据权利要求42所述的装置，其特征在于，所述凸型子区域各自的子目标路径通过如下方式确定：

生成与指定方向或者所述可移动平台的当前移动方向相一致的多条参考路径，相邻的两条参考路径之间的距离与所述可移动平台的作业半径相关；

利用各所述凸型子区域的外轮廓切割所述参考路径，生成所述可移动平台在各所述凸型子区域的参考路径，以便生成所述可移动平台在各所述凸型子区域各自的子目标路径。
一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有可执行指令，所述可执行指令在由一个或多个处理器执行时，可以使所述一个或多个处理器执行如权利要求1至18中任一项权利要求所述的方法，或者执行如权利要求19至23中任一项权利要求所述的方法。