CN116892951A - 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修正外接矩形上确定初始路径、中间路径和结束路径，根据初始路径、中间路径和结束路径确定规划路径，并根据规划路径生成在目标地块上的耙地路径，耙地路径更适合目标地块的形状，有效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针对规则地块进行，无法对不规则的地块进行耙地路径规划，耙地路径效果较差。

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，以解决相关技术中耙地路径的规划无法适用于不规则地块，耙地路径效果较差的技术问题，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：

基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，所述初始路径的起点和终点分别在所述修正外接矩形的不同顶点上，所述修正外接矩形基于所述目标地块的最小外接矩形进行外扩得到；

根据所述初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及所述修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径；

基于目标地块的修正外接矩形确定结束路径，并基于所述初始路径、所述中间路径以及所述结束路径确定规划路径；

基于所述规划路径生成在所述目标地块上的耙地路径。

在第二方面，本申请实施例提供了一种耙地路径规划装置，包括第一路径模块、第二路径模块、第三路径模块和路径生成模块，其中：

所述第一路径模块，配置为基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，所述初始路径的起点和终点分别在所述修正外接矩形的不同顶点上，所述修正外接矩形基于所述目标地块的最小外接矩形进行外扩得到；

所述第二路径模块，配置为根据所述初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及所述修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径；

所述第三路径模块，配置为基于目标地块的修正外接矩形确定结束路径，并基于所述初始路径、所述中间路径以及所述结束路径确定规划路径；

所述路径生成模块，配置为基于所述规划路径生成在所述目标地块上的耙地路径。

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修正外接矩形上确定初始路径、中间路径和结束路径，根据初始路径、中间路径和结束路径确定规划路径，并根据规划路径生成在目标地块上的耙地路径，耙地路径更适合目标地块的形状，有效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一种初始路径示意图；

图3是本申请实施例提供的一种修正外接矩形示意图；

图4是本申请实施例提供的一种初始路径确定流程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种初始路径示意图；

图6是本申请实施例提供的一种中间路径示意图；

图7是本申请实施例提供的一种中间路径确定流程示意图；

图8是本申请实施例提供的一种中间路径示意图；

图9是本申请实施例提供的一种规划路径示意图；

图10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11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12是本申请实施例提供的一种裁剪路径显示示意图；

图13是本申请实施例提供的一种耙地路径显示示意图；

图14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15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。

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：

S110：基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，初始路径的起点和终点分别在修正外接矩形的不同顶点上，修正外接矩形基于目标地块的最小外接矩形进行外扩得到。

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，目标地块的修正外接矩形通过对目标地块的最小外接矩形进行外扩得到，并且对最小外接矩形在四个方向上的外扩距离(补偿距离)一致，此时修正外接矩形的中心与最小外接矩形的中心重合。其中，目标地块的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。可选的，可将修正外接矩形的两种边(长边和短边)定义为第一矩形边和第二矩形边，本方案将修正外接矩形中的长边(即修正外接矩形的长)定义为第一矩形边，将修正外接矩形中的短边(即修正外接矩形的宽)定义为第二矩形边，第一矩形边的边长为第一边长，第二矩形边的边长的第二边长。

本方案提供的初始路径包括多个初始路径段，每个初始路径段在第一矩形边或第二矩形边上的投影距离(在初始路径段第一矩形边或第二矩形边的方向上经过的距离)一致，并且相邻的初始路径段的斜率相反，初始路径的起点和终点分别在修正外接矩形的不同顶点(例如终点可以是起点沿修正外接矩形长边方向上对向的两个顶点的其中一个)上，并且起点和终点位于不同的顶点时，初始路径对应不同的形状(M型或N型)，初始路径所包含的路径段数也不一样(奇数或偶数的路径段数)。其中起点和终点位于不同的顶点，可以是起点和终点在修正外接矩形相邻的顶点上，此时初始路径为M型，也可以是在修正外接矩形对角的顶点上，此时初始路径为N型。如图2提供的一种初始路径示意图所示，其中L1和L2为修正外接矩形S2上的两种不同形状的初始路径，D0为初始路径L1和L2的起点，D1为初始路径L1的终点，D2为初始路径L2的终点，L3为以D0为起点，按照斜率为1和-1交替确定的路径。其中，初始路径L1的起点和终点位于修正外接矩形S2相邻的顶点上，初始路径L1包括4个初始路径段，此时初始路径L1为M型，初始路径L的起点和终点在修正外接矩形S2对角的顶点上，初始路径L2包括3个初始路径段，此时初始路径L2为N型。可选的，可在M型的初始路径和N型的初始路径中确定斜率(第一个初始路径段的斜率或每个初始路径段的斜率的绝对值)最接近1的初始路径作为耙地路径规划所使用的初始路径，即将起点和终点分别在修正外接矩形的不同顶点上，并且路径段的斜率绝对值更接近1的路径作为初始路径。

在一个可能的实施例中，本方案提供的修正外接矩形可基于给定的作业设备的转弯半径对目标地块的最小外接矩形进行外扩得到。基于此，本方案提供的耙地路径规划方法在基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径之前，还包括：

S101：根据作业设备的转弯半径确定补偿距离。

S102：基于补偿距离对目标地块的最小外接矩形进行外扩，得到修正外接矩形。

示例性的，在需要生成目标地块的耙地路径时，根据作业设备(农机)的转弯半径确定对目标地块的最小外接矩形的补偿距离(目标地块的最小外接矩形可在确定补偿距离之前或之后进行确定)，并根据该补偿距离对目标地块的最小外接矩形进行外扩得到修正外接矩形。其中，对最小外接矩形进行外扩时，以补偿距离为偏移量，将最小外接矩形的边界从最小外接矩形的中心向外偏移得到修正外接矩形，此时修正外接矩形的矩形边对最小外接矩形中对应矩形边的距离为补偿距离。

需要进行解释的是，直接在目标地块的最小外接矩形上生成规划路径时，生成的规划路径将约束在最小外接矩形之内，在地块边界与最小外接矩形接近的位置，生成的耙地路径与最小外接矩形的边界之间存在较大距离，导致产生较大面积的漏耙区域，影响了耙地质量。如图3提供的一种修正外接矩形示意图所示，图中S1(实线矩形)为目标地块S0的最小外接矩形，对最小外接矩形进行外扩后，得到图中S2(虚线矩形)对应的修正外接矩形。

本方案通过对最小外接矩形进行外扩得到修正外接矩形，将规划路径的范围扩大到最小外接矩形之外，为耙地路径的生成(例如路径平滑过程)提供更多的优化空间，提高耙地路径对目标地块的覆盖面积，提高耙地质量。并且参考转弯半径确定对最小外接矩形的补偿距离，在根据作业设备的转弯半径对接近最小外接矩形的地块边界附近的路径进行平滑处理时，补偿距离的设置可抵消部分平滑路径(曲线路径)向地块内部的偏移，平滑路径(曲线路径)更贴近地块边界，有效提高耙地路径对目标地块的覆盖面积。

在一个实施例中，本方案提供的补偿距离可基于以下补偿距离确定公式进行确定：

其中，radius为作业设备的转弯半径。本方案提供的转弯半径可以是作业设备的最小转弯半径。本方案通过补偿距离确定公式确定补偿距离，补偿距离确定公式以夹角为90°来估计相邻路径的转折角度，将通过四分之一圆进行对相邻路径进行拟合后内缩的距离作为补偿距离，更好地抵消部分平滑路径向地块内部的偏移，平滑路径更贴近地块边界，有效提高耙地路径对目标地块的覆盖面积。

可选的，最小的外接矩形的确定方式可基于旋转卡壳算法、凸包算法、边缘检测算法、角度搜索算法等方式进行。例如，基于角度搜索算法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。

在一个可能的实施例中，如图4提供的一种初始路径确定流程示意图所示，本方案提供的耙地路径规划方法，其特征在于，基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，包括步骤S111-S114：

S111：基于目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长确定预估路径段数。

示例性的，根据目标地块的修正外接矩形的第一矩形边的第一边长和第二矩形边的第二边长确定预估路径段数。例如，假设以修正外接矩形的长边作为第一矩形边，短边作为第二矩形边，可按照设定斜率来确定估计路径段数，例如从修正外接矩形中设定的初始路径起点出发，按照设定斜率的正负值交替的顺序确定多个预估线段(可忽略最后一个经过第二矩形边的估计线段，即对估计线段的数量向下取整)，可将这些估计线段的数量作为预估路径数量。

在一个实施例中，本方案提供的耙地路径规划方法在基于目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长确定预估路径段数时，可以是对目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长的比值向下取整，得到预估路径段数。

示例性的，计算目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长的比值，并对该比值进行向下取整得到预估路径段数。可选的，预估路径段数可基于以下公式进行确定：

其中，为预估路径段数，l1为第一边长，l2为第二边长，/>表示向下取整。本方案通过对第一边长和第二边长的比值进行向下取整准确确定预估路径段数，有效提高预估路径段数的计算效率，提高耙地路径规划效率。

S112：根据预估路径段数、第一边长以及第二边长确定初始路径段数。

S113：根据初始路径段数第一边长以及第二边长确定初始路径斜率。

示例性的，根据上述确定的预估路径段数以及修正外接矩形中第一矩形边的第一边长以及第二矩形边的第二边长，确定在修正外接矩形内的初始路径段数。

例如，根据预估初始段数确定两种类型的预估初始路径，其中一个预估初始路径的路径段数为预估初始段数，另一个预估初始路径的路径段数为预估初始段数+1，分别按照两个预估初始路径对应的路径段数估计在修正外接矩形上的预估斜率，并将预估斜率最接近预估路径段数确定过程中，所使用的设定斜率的预估初始路径对应的路径段数确定为初始路径段数。此时，初始路径段数为预估初始段数或预估初始段数+1。

进一步的，根据上述确定的初始路径段数以及第一边长和第二边长确定初始路径斜率。例如，假设后续按照初始路径段数生成的初始路径的每个初始路径段在与第二矩形边上平行的方向上的距离为第二距离(与第二边长一致)，在与第一矩形边上平行的方向上的距离为第一距离(可根据第一边长与初始路径段数的比值确定)，可基于第二距离与第一距离的比值确定初始路径斜率。

在一个实施例中，本方案提供的耙地路径规划方法在根据预估路径段数、第一边长以及第二边长确定初始路径段数时，包括：

S1121：根据预估路径段数以及第一边长确定第一形状路径在第一边长方向上的第一横向距离，以及第二形状路径在第一边长方向上的第二横向距离，第一形状路径对应的路径段数以及第二形状路径对应的路径段数相差1。

S1122：根据第二边长以及第一横向距离确定第一预估斜率，以及根据第二边长以及第二横向距离确定第二预估斜率。

S1123：根据第一预估斜率和第二预估斜率相对于预设斜率的偏移值，确定修正量。

S1124：基于预估路径段数以及修正量确定初始路径段数。

示例性的，根据预估路径段数和第一边长确定第一形状路径在第一边长方向上的第一横向距离，以及根据预估路径段数和第一边长确定第二形状路径在第一边长方向上的第二横向距离。其中，第一形状路径对应的路径段数以及第二形状路径对应的路径段数相差1。例如根据第一边长和预估路径段数的比值确定为第一横向距离，将预估路径段数+1，并第一边长和预估路径段数+1的比值确定为第二横向距离。第一横向距离和第二横向距离可根据以下横向距离估算公式进行确定：

其中，d₁为第一横向距离，d₂为第二横向距离，为预估路径段数，l1为第一边长。

进一步的，根据第二边长和第一横向距离确定第一预估斜率，以及根据第二边长和第二横向距离确定第二预估斜率。例如，可将第二边长和第一横向距离的比值作为第一预估斜率，以及将第二边长和第二横向距离的比值作为第二预估斜率。第一预估斜率和第二预估斜率可根据以下斜率估算公式进行确定：

k₁＝2/d₁

k₂＝2/d₂

其中，k₁为第一预估斜率，k₂为第二预估斜率，l2为第二边长，d₁为第一横向距离，d₂为第二横向距离。

进一步的，根据第一预估斜率和第二预估斜率相对于预设斜率的偏移值，确定修正量，并根据预估路径段数以及修正量确定初始路径段数。例如，在第一预估斜率相对于预设斜率的偏移值大于第二预估斜率相对于预设斜率的偏移值时，将修正量确定为1，而在第一预估斜率相对于预设斜率的偏移值小于第二预估斜率相对于预设斜率的偏移值时，将修正量确定为0。在确定修正量后，将预估路径段数和修正量的和作为初始路径段数。初始路径段数可基于以下初始路径段数确定公式进行确定：

其中，N_segment为初始路径段数，为预估路径段数，k₁为第一预估斜率，k₂为第二预估斜率，I(|k₁-1|>|k₂-1|)为修正量的指示函数，在|k₁-1|>|k₂-1|成立时输出1，否则输出0，初始路径段数确定公式假设预设斜率为1。

本方案通过根据估算在第一边长方向上的第一横向距离以及在第一边长方向上的第二横向距离，根据第二边长、第一横向距离和第二横向距离估算第一预估斜率和第二预估斜率，并根据第一预估斜率和第二预估斜率相对于预设斜率的偏移值确定修正量，从而根据预估路径段数和修正量确定初始路径段数，有效提高对初始路径段数的确定准确度和效率。

在一个实施例中，本方案提供的初始路径斜率可基于以下初始路径斜率计算公式进行确定：

k＝N_segment×l2/l1

其中，k为初始路径斜率，N_segment为预估路径段数，l1为第一边长，l2为第二边长，并且l1≥l2。本方案通过初始路径斜率计算公式快速确定初始路径斜率，提高初始路径的确定效率和准确度，提高耙地路径规划效率和准确度。

S114：基于初始路径斜率，从修正外接矩形的一个顶点出发确定初始路径，其中，初始路径中相邻的第一有向边的有向边斜率相反。

示例性的，根据上述确定的初始路径斜率确定初始路径。例如从修正外接矩形中设定的初始路径起点出发，按照初始路径斜率的正负值交替的顺序确定多个初始路径段，直至初始路径段到达修正外接矩形的另一个顶点，由这些初始路径段可得到从起点开始按照初始路径斜率的正负值转折前进至终点的初始路径，如图5提供的一种初始路径示意图所示，图中S0为目标地块，S1为目标地块的最小外接矩形(图中未示出修正外接矩形)，按照初始路径斜率从修正外接矩形的一个顶点出发得到初始路径L4(图中以预估路径段数为2为例进行描述)。

本方案通过修正外接矩形的第一边长和第二边长确定预估路径段数，利用预估路径段数预估初始路径的路径段总数初始值，然后以预估路径段数为基准分别进行不同形状路径对应斜率的估算，从而确定初始路径段数以及初始路径斜率，并根据初始路径斜率确定初始路径，初始路径的终点在到达修正外接矩形的另一个顶点的同时，初始路径的斜率与设定的斜率更接近，最终生成的耙地路径对应的斜率与设定的斜率更接近，更符合作业设备的路径规划习惯，耙地路径更规整，有效提高耙地路径规划的效率和质量。

S120：根据初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径。

其中，工作幅宽即作业设备在移动作业时的所搭载的农具所掠过的宽度，可根据具体作业设备或其所搭载的农具进行设定。移动参考边可以是初始路径在修正外接矩形的延伸方向对向上的矩形边，例如初始路径沿着第一矩形边(长边)平行的方向延伸时，移动参考边可以是初始路径的终点所连接的第二矩形边(短边)，并且在移动参考边上的移动方向为移动参考边上的一个顶点指向另一个顶点。可选的，可根据设定的工作幅宽下估算所形成的中间路径的镂空菱形区域的垂直距离(例如菱形区域中对角顶点之间的距离)，然后根据移动参考边的长度对垂直距离进行修正得到偏移距离，使得按照偏移距离从移动参考边的一个端点多次移动后可达到另一个端点，并且菱形区域对应的两个长边之间的距离接近工作幅宽或与工作幅宽一致。

示例性的，根据上述确定的初始路径的斜率(例如起点对应的初始路径段对应的斜率)、作业设备(农机)设定的工作幅宽以及在修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径。

例如，在初始路径的终点的基础上沿移动参考边移动，每次移动到位后将该位置作为中间路径起点按照初始路径的斜率以及斜率的负数交替的顺序依次确定多个中间路径段，直至返回中间路径起点，得到包括上述确定的多个中间路径段的中间路径。继续在移动参考边上移动确定下一个中间路径，直至移动至移动参考边，得到在修正外接矩形上的多个中间路径。如图6提供的一种中间路径示意图所示，图中S2为修正外接矩形，L4为初始路径，L51为第一个中间路径，D2为初始路径L4的起点，D3为初始路径L1的终点。按照移动方向从初始路径L4的终点D3开始沿修正外接矩形的短边的另一个端点方向移动偏移距离到达第一个路径的起点D4，以初始路径的斜率k和-k交替的方式确定多个中间路径段，直至返回中间路径起点D4，得到包括上述确定的多个中间路径段的中间路径L51。

在一个可能的实施例中，如图7提供的一种中间路径确定流程示意图所示，本方案提供的耙地路径规划方法在根据初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径时，包括：

S121：根据初始路径的斜率以及设定的工作幅宽确定偏移距离。

S122：基于偏移距离，从修正外接矩形上设定的移动参考边的一个顶点出发，确定多个中间路径起点。

S123：基于各个中间路径起点以及初始路径的斜率生成中间路径，其中，中间路径中相邻的中间路径段的斜率相反。

示例性的，根据上述确定的初始路径的初始路径的斜率以及设定的作业设备的工作幅宽确定偏移距离。在一个实施例中，本方案提供的偏移距离可基于以下偏移距离确定公式进行确定：

d_offset＝l2/

其中，d_offset为偏移距离，l2为修正外接矩形的第二边长，k为初始路径的斜率(初始路径斜率)，space为设定的工作幅宽，为预估偏移距离，count为根据预估偏移距离和第二边长确定的偏移次数，/>表示向上取整。本方案通过偏移距离确定公式快速确定偏移距离，有效提高耙地路径规划效率。

进一步的，根据上述确定的偏移距离，从修正外接矩形上设定的移动参考边的一个顶点出发，确定多个中间路径起点。对于各个中间路径起点，以中间路径起点为起点，按照初始路径的斜率的正负值交替的方式确定多个中间路径段，得到各个中间路径起点对应的中间路径，其中，中间路径中相邻的中间路径段的斜率相反。可选的，可在确定各个中间路径起点后，基于各个中间路径起点确定多个中间路径，也可以是每次确定一个中间路径起点后，基于该中间路径起点确定中间路径，直至按照偏移距离移动至移动参考边的端点(该端点将作为结束路径的路径起点)。如图8提供的一种中间路径示意图所示，在图5的基础上确定多个中间路径，图中S0为目标地块，S1为目标地块的最小外接矩形(图中未示出修正外接矩形)，L4为初始路径，P11为第一个中间路径起点，P12为按照偏移距离对P11进行移动确定的第二个中间路径起点，根据每个中间路径起点和初始路径的斜率分别确定多个中间路径，其中L51为第一个中间路径，L52为第二个中间路径。

S130：基于目标地块的修正外接矩形确定结束路径，并基于初始路径、中间路径以及结束路径确定规划路径。

示例性的，在目标地块的修正外接矩形确定结束路径，其中，初始路径的起点与结束路径的起点可以是分别在修正外接矩形对角的顶点上，也可以是在修正外接矩形相邻的顶点上。在一个实施例中结束路径的确定可参考初始路径进行确定，在确定中间路程中沿移动参考边移动到修正外接矩形的顶点时，从该开始按照初始路径的斜率-k和k交替的方式确定多个结束路径段，得到包括这些结束路径段的结束路径。其中，初始路径的起点与结束路径的起点分别在修正外接矩形对角的顶点上时，以修正外接矩形中心为旋转中心将初始路径旋转180°后，初始路径与结束路径重合；初始路径的起点与结束路径的起点分别在修正外接矩形相邻的顶点上时，初始路径与结束路径在修正外接矩形上对称。

在确定初始路径、多个中间路径以及结束路径后，根据初始路径、多个中间路径和结束路径确定规划路径，即规划路径由初始路径、多个中间路径以及结束路径组成。如图9提供的一种规划路径示意图所示，在图8的基础上确定结束路径，图中S0为目标地块，S1为目标地块的最小外接矩形(图中未示出修正外接矩形)，L4为初始路径(图中为了方便观察，将初始路径的起点进行了延长处理)，L5为中间路径(包括多个中间路径L51～L5n)，其中L6为结束路径(图中为了方便观察，将结束路径的终点进行了延长处理)，基于初始路径L4、各个中间路径L5和结束路径L6可确定规划路径L7。

S140：基于规划路径生成在目标地块上的耙地路径。

示例性的，在得到基于修正外接矩形生成的规划路径后，根据规划路径以及目标地块对应的地块边界生成在目标地块上的耙地路径。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修正外接矩形上确定初始路径、中间路径和结束路径，根据初始路径、中间路径和结束路径确定规划路径，并根据规划路径生成在目标地块上的耙地路径，耙地路径更适合目标地块的形状，有效提高耙地路径规划效果。同时，通过修正外接矩形的第一边长和第二边长确定预估路径段数，根据预估路径段数确定初始路径段数以及初始路径斜率，并根据初始路径斜率确定初始路径，耙地路径更规整，有效提高耙地路径规划的效率和质量。并且进行耙地路径规划所需要输入的参数仅需要确定目标地块、作业幅宽、转弯半径，即可自适应确定初始路径斜率、初始路径、中间路径、结束路径等，耙地路径规划的适用性更高。并且耙地路径规划的时间复杂度为O(n)，其中n为路径点的数目(初始路径、中间路径、终止路径的所有航点(路径段的端点)数目之和)，在需要根据作业设备的位置调整初始路径位置时，对耙地路径进行旋转或镜像操作即可生成目标路径，且时间复杂度也为O(n)，耙地路径的生成效率更高。并且新生成的路径总在历史生成路径附近，有利于农机手在手动耙地模式和自动耙地模式之间进行切换。

在上述实施例的基础上，图10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10，该耙地路径规划方法包括：

S310：基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，初始路径的起点和终点分别在修正外接矩形的不同顶点上，修正外接矩形基于目标地块的最小外接矩形进行外扩得到。

S320：根据初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径。

S330：基于目标地块的修正外接矩形确定结束路径，并基于初始路径、中间路径以及结束路径确定规划路径。

S340：基于目标地块对规划路径进行裁剪处理得到裁剪路径。

S350：对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径。

示例性的，在得到规划路径后，可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(本方案将规划路径中的每一个路径短定义为第一有向边，其方向根据在确定路径段时的方向确定)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。

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。

本方案通过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，此时耙地路径在目标地块内，并且耙地路径内相邻路径为经过平滑处理的曲线，可被作业设备正确跟随，作业设备可正确跟随耙地路径进行作业，保证作业顺利、正确进行。

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：

在第一有向边的起点在目标地块的地块边界内的情况下，将起点加入裁剪路径点集中；和/或在第一有向边与目标地块的地块边界存在单个边界交点的情况下，将边界交点加入裁剪路径点集中；和/或在第一有向边与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/或在第一有向边的终点为结束路径的终点，并且第一有向边的终点在目标地块的地块边界内的情况下，将第一有向边的终点加入裁剪路径点集中；以及，基于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结束路径的终点，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。

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。

在一个可能的实施例中，本方案提供的循环连通的耙地路径规划方法在对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。

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：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。

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11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。

在一个可能的实施例中，本方案提供的循环连通的耙地路径规划方法在对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径时，可以是：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，基于作业设备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，基于作业设备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，基于作业设备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，则基于作业设备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，本方案在基于作业设备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，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。

如图12提供的一种裁剪路径显示示意图所示，其中，根据图9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L6(图中为了方便观察，将裁剪路径的起点和终点进行了延长处理)，并且裁剪路径L6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L6均位于目标地块对应的地块边界范围内。

如图13提供的一种耙地路径显示示意图所示，在图12中裁剪路径的基础上进行平滑处理后得到的耙地路径L7(图中为了方便观察，将耙地路径的起点和终点进行了延长处理)，其中，得到的耙地路径L7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。

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，本方案对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修正外接矩形上确定初始路径、中间路径和结束路径，根据初始路径、中间路径和结束路径确定规划路径，并根据规划路径生成在目标地块上的耙地路径，耙地路径更适合目标地块的形状，有效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14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14，该耙地路径规划装置包括第一路径模块31、第二路径模块32、第三路径模块33和路径生成模块34。

其中，第一路径模块31，配置为基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，初始路径的起点和终点分别在修正外接矩形的不同顶点上，修正外接矩形基于目标地块的最小外接矩形进行外扩得到；第二路径模块32，配置为根据初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径；第三路径模块33，配置为基于目标地块的修正外接矩形确定结束路径，并基于初始路径、中间路径以及结束路径确定规划路径；路径生成模块34，配置为基于规划路径生成在目标地块上的耙地路径。

上述，通过基于目标地块的修正外接矩形上确定初始路径、中间路径和结束路径，根据初始路径、中间路径和结束路径确定规划路径，并根据规划路径生成在目标地块上的耙地路径，耙地路径更适合目标地块的形状，有效提高耙地路径规划效果。

在一个可能的实施例中，耙地路径规划装置还包括补偿距离确定模块和矩形外扩模块。

其中，补偿距离确定模块配置为根据作业设备的转弯半径确定补偿距离；

矩形外扩模块配置为基于补偿距离对目标地块的最小外接矩形进行外扩，得到修正外接矩形。

在一个可能的实施例中，补偿距离基于以下公式进行确定：

其中，radius为作业设备的转弯半径。

在一个可能的实施例中，第一路径模块31配置为：

基于目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长确定预估路径段数；

根据预估路径段数、第一边长以及第二边长确定初始路径段数；

根据初始路径段数第一边长以及第二边长确定初始路径斜率；

基于初始路径斜率，从修正外接矩形的一个顶点出发确定初始路径，其中，初始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，第一路径模块31在基于目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长确定预估路径段数时，配置为：

对目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长的比值向下取整，得到预估路径段数。

在一个可能的实施例中，第一路径模块31在根据预估路径段数、第一边长以及第二边长确定初始路径段数时，配置为：

根据预估路径段数以及第一边长确定第一形状路径在第一边长方向上的第一横向距离，以及第二形状路径在第一边长方向上的第二横向距离，第一形状路径对应的路径段数以及第二形状路径对应的路径段数相差1；

根据第二边长以及第一横向距离确定第一预估斜率，以及根据第二边长以及第二横向距离确定第二预估斜率；

根据第一预估斜率和第二预估斜率相对于预设斜率的偏移值，确定修正量；

基于预估路径段数以及修正量确定初始路径段数。

在一个可能的实施例中，初始路径斜率基于以下公式进行确定：

k＝N_segment×l2/l1

其中，N_segment为预估路径段数，l1为第一边长，l2为第二边长，并且l1≥l2。

在一个可能的实施例中，第二路径模块32配置为：

根据初始路径的斜率以及设定的工作幅宽确定偏移距离；

基于偏移距离，从修正外接矩形上设定的移动参考边的一个顶点出发，确定多个中间路径起点；

基于各个中间路径起点以及初始路径的斜率生成中间路径，其中，中间路径中相邻的中间路径段的斜率相反。

在一个可能的实施例中，偏移距离基于以下公式进行确定：

d_offset＝l2/

其中，d_offset为偏移距离，l2为修正外接矩形的第二边长，k为初始路径的斜率，space为设定的工作幅宽，为预估偏移距离，count为根据预估偏移距离和第二边长确定的偏移次数，/>表示向上取整。

在一个可能的实施例中，路径生成模块34配置为：

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。

在一个可能的实施例中，路径生成模块34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，配置为：

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，路径生成模块34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，配置为：

在第一有向边的起点在目标地块的地块边界内的情况下，将起点加入裁剪路径点集中；和/或

在第一有向边与目标地块的地块边界存在单个边界交点的情况下，将边界交点加入裁剪路径点集中；和/或

在第一有向边与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

在第一有向边的终点为结束路径的终点，并且第一有向边的终点在目标地块的地块边界内的情况下，将第一有向边的终点加入裁剪路径点集中；

以及，基于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，路径生成模块34还配置为在对第一有向边进行裁剪处理得到第二有向边之后，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，路径生成模块34在将第二有向边更新为最短沿边路径时，配置为：

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，路径生成模块34在对裁剪路径进行平滑处理得到耙地路径时，配置为：

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，基于作业设备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，基于作业设备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，路径生成模块34还配置为在基于作业设备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，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。

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15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15，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15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第一路径模块31、第二路径模块32、第三路径模块33和路径生成模块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：基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，初始路径的起点和终点分别在修正外接矩形的不同顶点上，修正外接矩形基于目标地块的最小外接矩形进行外扩得到；根据初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径；基于目标地块的修正外接矩形确定结束路径，并基于初始路径、中间路径以及结束路径确定规划路径；基于规划路径生成在目标地块上的耙地路径。

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 (19)

1.一种耙地路径规划方法，其特征在于，包括：

基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，所述初始路径的起点和终点分别在所述修正外接矩形的不同顶点上，所述修正外接矩形基于所述目标地块的最小外接矩形进行外扩得到；

根据所述初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及所述修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径；

基于目标地块的修正外接矩形确定结束路径，并基于所述初始路径、所述中间路径以及所述结束路径确定规划路径；

基于所述规划路径生成在所述目标地块上的耙地路径。

2.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径之前，还包括：

根据作业设备的转弯半径确定补偿距离；

基于所述补偿距离对目标地块的最小外接矩形进行外扩，得到修正外接矩形。

3.根据权利要求2所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述补偿距离基于以下公式进行确定：

其中，radius为作业设备的转弯半径。

4.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修正外接矩形确定初始路径，包括：

基于目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长确定预估路径段数；

根据所述预估路径段数、所述第一边长以及所述第二边长确定初始路径段数；

根据所述初始路径段数所述第一边长以及所述第二边长确定初始路径斜率；

基于所述初始路径斜率，从所述修正外接矩形的一个顶点出发确定初始路径，其中，所述初始路径中相邻的第一有向边的有向边斜率相反。

5.根据权利要求4所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长确定预估路径段数，包括：

对目标地块的修正外接矩形的第一边长和第二边长的比值向下取整，得到预估路径段数。

6.根据权利要求4所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述根据所述预估路径段数、所述第一边长以及所述第二边长确定初始路径段数，包括：

根据所述预估路径段数以及所述第一边长确定第一形状路径在所述第一边长方向上的第一横向距离，以及第二形状路径在所述第一边长方向上的第二横向距离，所述第一形状路径对应的路径段数以及所述第二形状路径对应的路径段数相差1；

根据所述第二边长以及所述第一横向距离确定第一预估斜率，以及根据所述第二边长以及所述第二横向距离确定第二预估斜率；

根据所述第一预估斜率和所述第二预估斜率相对于预设斜率的偏移值，确定修正量；

基于所述预估路径段数以及所述修正量确定初始路径段数。

7.根据权利要求4所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述初始路径斜率基于以下公式进行确定：

k＝N_segment×l2/l1

其中，N_segment为预估路径段数，l1为第一边长，l2为第二边长，并且l1≥l2。

8.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述根据所述初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及所述修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径，包括：

根据所述初始路径的斜率以及设定的工作幅宽确定偏移距离；

基于所述偏移距离，从所述修正外接矩形上设定的移动参考边的一个顶点出发，确定多个中间路径起点；

基于各个所述中间路径起点以及所述初始路径的斜率生成中间路径，其中，所述中间路径中相邻的中间路径段的斜率相反。

9.根据权利要求8所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述偏移距离基于以下公式进行确定：

d_offset＝l2/

其中，d_offset为偏移距离，l2为所述修正外接矩形的第二边长，k为所述初始路径的斜率，space为设定的工作幅宽，为预估偏移距离，count为根据预估偏移距离和第二边长确定的偏移次数，/>表示向上取整。

10.根据权利要求1所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于所述规划路径生成在所述目标地块上的耙地路径，包括：

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。

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。

12.根据权利要求11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所述结束路径的终点，并且所述第一有向边的终点在所述目标地块的地块边界内的情况下，将所述第一有向边的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。

13.根据权利要求11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。

14.根据权利要求13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。

15.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，基于作业设备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，基于作业设备的转弯半径对相邻的第二有向边进行杜宾斯拟合处理。

16.根据权利要求15所述的耙地路径规划方法，其特征在于，所述基于作业设备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。

17.一种耙地路径规划装置，其特征在于，包括第一路径模块、第二路径模块、第三路径模块和路径生成模块，其中：

所述第一路径模块，配置为基于目标地块的修正外接矩形确定初始路径，所述初始路径的起点和终点分别在所述修正外接矩形的不同顶点上，所述修正外接矩形基于所述目标地块的最小外接矩形进行外扩得到；

所述第二路径模块，配置为根据所述初始路径的斜率、设定的工作幅宽以及所述修正外接矩形上设定的移动参考边确定多个中间路径；

所述第三路径模块，配置为基于目标地块的修正外接矩形确定结束路径，并基于所述初始路径、所述中间路径以及所述结束路径确定规划路径；

所述路径生成模块，配置为基于所述规划路径生成在所述目标地块上的耙地路径。

18.一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1-16任一项所述的耙地路径规划方法。

19.一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1-16任一项所述的耙地路径规划方法。