本文作者:kaifamei

障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置与流程

更新时间:2025-01-09 20:25:46 0条评论

障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置与流程



1.本技术实施例涉及航线规划领域,具体而言,涉及一种障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置。


背景技术:



2.目前,针对有电线的环境,无人机有两种作业方式:一是在航线规划中将电线作为障碍物,从而无人机会从电线附近绕过去,这样会降低作业效率,并且电线下方的区域无法被作业到,影响作业覆盖率;二是在航线规划中不处理电线,但是在无人机作业过程中,当前雷达不能很好的识别到电线,导致无人机容易撞到电线炸机。


技术实现要素:



3.本技术实施例的目的在于提供一种障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置,针对电线场景,能够在保证作业安全的前提下,最大化作业覆盖率。
4.为了实现上述目的,本技术实施例采用的技术方案如下:
5.第一方面,本技术实施例提供了一种障碍物处理方法,所述方法包括:
6.获取待作业区域内的电线;
7.基于预先定义的安全飞行参数,对所述电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物;其中,所述参考障碍物表征不可跨越的电线,用于规划所述待作业区域内的航线;所述可跨越障碍物表征可跨越的电线,用于对相应航线的高度信息进行调整。
8.可选地,所述安全飞行参数包括所述电线对应的安全飞行高度;
9.所述基于预先定义的安全飞行参数,对所述电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的步骤,包括:
10.基于所述安全飞行高度,将所述电线处理为电线障碍区域;其中,所述电线障碍区域的高度为所述安全飞行高度,所述安全飞行高度用于表征作业设备安全通过所述电线障碍区域的飞行高度;
11.对所述电线障碍区域进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物。
12.可选地,所述对所述电线障碍区域进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物的步骤,包括:
13.将全部电线障碍区域按照高度进行分类,得到若干个电线障碍区域集合;不同电线障碍区域集合中的电线障碍区域对应的安全飞行高度不同或属于不同的高度范围;
14.针对每个电线障碍区域集合,对所述集合内的所述电线障碍区域进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;
15.将所有待处理区域中的重叠区域作为所述参考障碍物、非重叠区域作为所述可跨越障碍物,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物。
16.可选地,所述对所述电线障碍区域进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物的步骤,包括:
17.将全部电线障碍区域按照高度进行分类,得到若干个电线障碍区域集合;不同电线障碍区域集合中的电线障碍区域对应的安全飞行高度不同或属于不同的高度范围;
18.针对每个电线障碍区域集合,对所述集合内的所述电线障碍区域进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;
19.将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为所述可跨越障碍物;
20.针对所有待处理飞行区域中的重叠区域,根据所述重叠区域中电线障碍区域的最高安全飞行高度或最低安全飞行高度确定所述重叠区域的类型;所述类型用于表征所述重叠区域为参考障碍物或可跨越障碍物。
21.可选地,若所述可跨越障碍物为非重叠区域,所述可跨越障碍物用于:将所述航线中与所述可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为所述可跨越障碍物的高度;
22.若所述可跨越障碍物为重叠区域,所述可跨越障碍物用于:将所述航线中与所述可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为所述重叠区域的最高高度或最低高度。
23.可选地,所述安全飞行参数包括所述电线的高度;
24.所述基于预先定义的安全飞行参数,对所述电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的步骤,包括:
25.基于所述电线的高度,对所述电线进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物。
26.可选地,所述基于所述电线的高度,对所述电线进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物的步骤,包括:
27.将全部电线按照高度进行分类,得到若干个电线集合;不同电线集合中的电线的高度不同或属于不同的高度范围;
28.针对每个电线集合,对所述电线集合内的电线进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;
29.将所有待处理区域中的重叠区域作为所述参考障碍物、非重叠区域作为所述可跨越障碍物,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物。
30.可选地,所述基于所述电线的高度,对所述电线进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物的步骤,包括:
31.将全部电线按照高度进行分类,得到若干个电线集合;不同电线集合中的电线的高度不同或属于不同的高度范围;
32.针对每个电线集合,对所述电线集合内的电线进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;
33.将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为所述可跨越障碍物;
34.针对所有待处理飞行区域中的重叠区域,根据所述重叠区域中电线的最高高度或最低高度确定所述重叠区域的类型;所述类型用于表征所述重叠区域为参考障碍物或可跨越障碍物。
35.可选地,若所述可跨越障碍物为非重叠区域,所述可跨越障碍物用于:将所述航线中与所述可跨越障碍物处于安全距离内的目标航线的高度,调整为位于所述可跨越障碍物
的上方或者下方的安全飞行高度;
36.若所述可跨越障碍物为重叠区域,所述可跨越障碍物用于:将所述航线中与所述可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为位于所述重叠区域的上方或下方的安全飞行高度。
37.可选地,所述方法还包括:
38.对所述待作业区域的边界进行内缩处理,得到所述待作业区域的安全边界;
39.对所述参考障碍物进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理障碍物;
40.若所述待处理障碍物与所述安全边界相交,则调整安全边界中与所述待处理障碍物相交的边界段,以使所述待处理障碍物位于所述安全边界外;
41.若所述待处理障碍物处于所述安全边界内,则将所述待处理障碍物作为需绕行障碍物。
42.第二方面,本技术实施例还提供了一种航线规划方法,所述方法包括:
43.获取待作业区域内的参考障碍物和可跨越障碍物;其中,所述参考障碍物和所述可跨越障碍物通过上述第一方面中的障碍物处理方法得到;
44.基于所述参考障碍物,在所述待作业区域内规划航线;
45.基于所述可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整。
46.可选地,所述基于所述参考障碍物,在所述待作业区域内规划航线的步骤包括:
47.在所述待作业区域内规划包含用于指示作业设备作业的作业航段和针对所述参考障碍物的绕障航段的航线;
48.优化所述绕障航段,得到优化后的航线。
49.可选地,所述优化所述绕障航段的步骤,包括:
50.在所述绕障航段上确定多个采样点;
51.对所述多个采样点进行抽稀,得到多个目标采样点;
52.依次连接每个所述目标采样点,得到所述优化后的绕障航段。
53.可选地,所述对所述多个采样点进行抽稀,得到多个目标采样点的步骤,包括:
54.从第二个采样点开始,将当前采样点的前一个采样点和后一个采样点进行连接,得到一条直线;
55.若所述直线与所述待作业区域内的物体发生碰撞,则将所述当前采样点作为所述目标采样点;
56.若所述直线与所述待作业区域内的物体未发生碰撞,则删除所述当前采样点;
57.重复上述步骤,直至到达最后一个采样点,得到每个所述目标采样点。
58.可选地,所述可跨越障碍物是基于所述电线对应的安全飞行高度得到的;
59.所述基于所述可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整的步骤,包括:
60.将全部可跨越障碍物按照所述安全飞行高度进行分类,得到若干个可跨越障碍物集合;不同可跨越障碍物集合中的可跨越障碍物的高度不同或属于不同的高度范围;
61.针对每个可跨越障碍物集合,确定所述航线中与该集合内的可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段;
62.针对每个所述目标航段,根据与所述目标航段处于安全距离内的所述可跨越障碍物的高度,调整所述目标航段的高度。
63.可选地,所述根据与所述目标航段处于安全距离内的所述可跨越障碍物的高度,调整所述目标航段的高度的步骤,包括:
64.若所述可跨越障碍物为非重叠区域,则将所述目标航段的高度调整为所述可跨越障碍物的高度;
65.若所述可跨越障碍物为重叠区域,则将所述目标航段的高度调整为所述重叠区域的最高高度或最低高度。
66.可选地,所述可跨越障碍物是基于所述电线的高度得到的;
67.所述基于所述可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整的步骤,包括:
68.将全部可跨越障碍物按照所述电线的高度进行分类,得到若干个可跨越障碍物集合;不同可跨越障碍物集合中的可跨越障碍物的高度不同或属于不同的高度范围;
69.针对每个可跨越障碍物集合,确定所述航线中与该集合的可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段;
70.针对每个所述目标航段,根据与所述目标航段处于安全距离内的所述可跨越障碍物的高度,调整所述目标航段的高度。
71.可选地,所述根据与所述目标航段处于安全距离内的所述可跨越障碍物的高度,调整所述目标航段的高度的步骤,包括:
72.若所述可跨越障碍物为非重叠区域,则将所述目标航段的高度调整为位于所述可跨越障碍物的上方或者下方的安全飞行高度;
73.若所述可跨越障碍物为重叠区域,则将所述目标航段的高度调整为位于所述重叠区域上方或下方的安全飞行高度。
74.第三方面,本技术实施例还提供了一种障碍物处理装置,所述装置包括:
75.获取模块,用于获取待作业区域内的电线;
76.第一处理模块,用于基于预先定义的安全飞行参数,对所述电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物;其中,所述参考障碍物表征不可跨越的电线,用于规划所述待作业区域内的航线;所述可跨越障碍物表征可跨越的电线,用于对相应航线的高度信息进行调整。
77.第四方面,本技术实施例还提供了一种航线规划装置,所述装置包括:
78.障碍物获取模块,用于获取待作业区域内的参考障碍物和可跨越障碍物;其中,所述参考障碍物和所述可跨越障碍物通过上述第一方面中的障碍物处理方法得到;
79.航线规划模块,用于基于所述参考障碍物,在所述待作业区域内规划航线;
80.航线调整模块,用于基于所述可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整。
81.第五方面,本技术实施例还提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器用于存储程序,所述处理器用于在执行所述程序时,实现上述第一方面中的障碍物处理方法,和/或,上述第二方面中的航线规划方法。
82.第六方面,本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中的障碍物处理方法,和/或,上述第二方面中的航线规划方法。
83.相对现有技术,本技术实施例提供的一种障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置,针对电线场景,基于预先定义的安全飞行参数,将待作业区域内的电线处理为参考障
碍物和/或可跨越障碍物,参考障碍物表征不可跨越的电线,可跨越障碍物表征可跨越的电线;这样,后续无人机在作业时,只需对参考障碍物进行绕行,对可跨越障碍物可以进行上下跨越,从而能够在保证作业安全的前提下,最大化作业覆盖率。
附图说明
84.图1示出了现有技术中电线场景的示例图。
85.图2示出了本技术实施例提供的一种障碍物处理方法的流程示意图一。
86.图3示出了本技术实施例提供的电线场景的示例图一。
87.图4示出了本技术实施例提供的电线场景的示例图二。
88.图5示出了本技术实施例提供的一种障碍物处理方法的流程示意图二。
89.图6示出了本技术实施例提供的电线场景的示例图三。
90.图7示出了本技术实施例提供的电线场景的示例图四。
91.图8示出了本技术实施例提供的障碍物处理过程的示例图一。
92.图9示出了本技术实施例提供的障碍物处理过程的示例图二。
93.图10示出了本技术实施例提供的一种障碍物处理方法的流程示意图三。
94.图11示出了本技术实施例提供的一种障碍物处理方法的流程示意图四。
95.图12示出了本技术实施例提供的障碍物处理过程的示例图三。
96.图13示出了本技术实施例提供的一种航线规划方法的流程示意图。
97.图14示出了本技术实施例提供的一种航线规划方法的示例图。
98.图15示出了本技术实施例提供的一种障碍物处理装置的方框示意图。
99.图16示出了本技术实施例提供的一种航线规划装置的方框示意图。
100.图17示出了本技术实施例提供的一种电子设备的方框示意图。
101.图标:100-障碍物处理装置;101-获取模块;102-第一处理模块;103-第二处理模块;200-航线规划装置;201-障碍物获取模块;202-航线规划模块;203-航线调整模块;10-电子设备;11-处理器;12-存储器;13-总线。
具体实施方式
102.下面将结合本技术实施例中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
103.现有技术中,在有电线的作业环境中,无人机通常有两种作业方式:
104.第一种是用户在app(application,应用程序)上将电线画作障碍物,后续规划航线会在电线附近绕过去,例如,如图1所示,以电线a为例,将电线a画作障碍物,航线规划时会按照该障碍物的轮廓规划航线,这样航线会在电线a附近绕过去。通常,为了保证无人机的安全,航线与障碍物的轮廓之间会保持安全距离,例如,2m等,如此,航线与电线a之间会有至少2m的距离,从而导致电线下方的区域无法被作业到,影响作业覆盖率。同时,如果作业环境中电线比较多,无人机需要从每条电线附近绕过去,必然会导致作业效率降低。
105.第二种是用户在app上不处理电线,航线规划过程中不考虑电线的影响,而是在后续作业过程中,通过自身搭载的探测设备(例如,雷达等)实时探测,并在探测到电线时进行避障。但是,目前雷达不能很好的探测到电线,导致无人机容易撞到电线炸机。
106.为了解决上述技术问题,本技术实施例针对电线场景,基于预先定义的安全飞行参数,将待作业区域内的电线处理为参考障碍物和/或可跨越障碍物,参考障碍物表征不可跨越的电线,可跨越障碍物表征可跨越的电线,后续无人机在作业时,只需对参考障碍物进行绕行,对可跨越障碍物可以进行上下跨越,从而能够在保证作业安全的前提下,最大化作业覆盖率。
107.本技术实施例中的电子设备,可以是地面站、技术人员的移动终端(例如,个人计算机、智能手机、平板电脑等)、服务器等;也可以是作业设备自身的控制模块,作业设备可以是无人机(例如,农业无人机、林业无人机、航测无人机等);本技术实施例对此不做任何限制。
108.请参照图2,图2示出了本技术实施例提供的障碍物处理方法的流程示意图。该障碍物处理方法应用于电子设备,可以包括以下步骤:
109.s101,获取待作业区域内的电线。
110.在本实施例中,电线可以通过高精地图获得,例如,利用ai算法对高精地图进行处理,从而自动检测出其中的电线;或者,也可以由用户在app上将电线标示出来,可以标示为一根线、一个有序点集等,例如,如图3所示,以电线a为例,用户在app上将电线a标示为有序点集abcde;本技术实施例对此不做任何限制。
111.以用户在app上标示为例,由于实际作业场景比较多样,因此,用户除了标示电线之外,还可以在app上标示待作业区域的边界、障碍物、无人机在电线附近的安全飞行高度等。
112.其中,待作业区域的边界可以用闭合的多边形表示,即,用户在app上用闭合的多边形框选出待作业区域。
113.障碍物也可以用闭合的多边形表示,即,用户在app上用闭合的多边形表示出障碍物的轮廓,例如,图3中树冠的轮廓、电线杆的轮廓等。
114.无人机在电线附近的安全飞行高度可以用一条线或者一个多边形表示,用户可以根据电线的位置,在电线附近标示出安全飞行高度,例如,如图4所示,用户预估电线a的高度为5m,可以用多边形在电线a附近出安全飞行高度a(图4中的虚线框所示),并设置安全飞行高度a为7m。
115.需要指出的是,图4中位于电线上方的安全飞行高度仅为举例,本领域技术人员应当理解,安全飞行高度也可以设置在电线下方,可以由用户根据实际情况灵活设置,本技术实施例对此不做任何限制。
116.s102,基于预先定义的安全飞行参数,对电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物;其中,参考障碍物表征不可跨越的电线,用于规划待作业区域内的航线;可跨越障碍物表征可跨越的电线,用于对相应航线的高度信息进行调整。
117.在本实施例中,安全飞行参数是指为了保证无人机在电线场景下的作业安全,所设置的飞行参数。安全飞行参数可以包括,但不限于电线附近的安全飞行高度、电线的高度、无人机与电线之间的安全距离等。
118.其中,电线附近的安全飞行高度,即图4中所示的虚线框,是指无人机从电线上方跨越的高度或者从电线下方跨越的高度。
119.无人机与电线之间的安全距离,是指水平方向上无人机与电线之间需要保持的距
离。通常,为了保证无人机的安全,安全距离至少需要达到无人机一半的宽度。例如,无人机的宽度为4m,则安全距离至少应达到2m。
120.在本实施例中,基于安全飞行参数,可以将待作业区域内的电线处理为参考障碍物和/或可跨越障碍物,参考障碍物表征不可跨越的电线,可跨越障碍物表征可跨越的电线,这样,后续无人机在作业时,先对参考障碍物进行绕行,对可跨越障碍物可以进行上下跨越,从而能够在保证作业安全的前提下,最大化作业覆盖率。
121.下面对步骤s102进行详细介绍。
122.在一种可能的实现方式中,安全飞行参数可以包括电线对应的安全飞行高度,即图4中所示的虚线框,也就是无人机在电线上方或者下方飞行的高度。
123.因此,在图2的基础上,请参照图5,步骤s102可以包括s1021~s1022。
124.s1021,基于安全飞行高度,将电线处理为电线障碍区域;其中,电线障碍区域的高度为安全飞行高度,安全飞行高度用于表征作业设备安全通过电线障碍区域的飞行高度。
125.在本实施例中,如果已知电线对应的安全飞行高度,则可以将电线处理成一个安全飞行高度的平面,即电线障碍区域。例如,以图4中所示的电线a为例,如图6所示,将电线a拉高至安全飞行高度a,即可得到一个高度为安全飞行高度a的电线平面,该电线平面即为处理后的电线障碍区域a。
126.又如,假设图6中电线b的安全飞行高度为3m,则如图6所示,将电线b降低至3m,即可得到一个高度为3m的电线平面,该电线平面即为处理后的电线障碍区域b。
127.s1022,对电线障碍区域进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
128.在本实施例中,将电线处理为电线障碍区域之后,由于实际的作业环境比较复杂,可能会存在不同高度的多条电线互相交叠的情形,例如,如图7所示,电线c在电线a的上方,二者互相交叠。这种情况下,由于每条电线都会被处理为电线障碍区域,所以互相交叠的部分必然有多个电线障碍区域,例如,假设图7中电线a和电线c处理后的电线障碍区域a和电线障碍区域c的高度分别为7m和3m,此时不清楚以哪个电线障碍区域的高度飞行才是安全的,故需要进一步确定交叠部分能否跨越、以及以哪个电线障碍区域的高度为准进行跨越。
129.因此,将电线处理为电线障碍区域之后,还需要对电线障碍区域做进一步处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
130.下面对步骤s1022进行详细介绍。
131.在一种可能的实现方式中,步骤s1022中对电线障碍区域进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的过程,可以包括s10221~s10223。
132.s10221,将全部电线障碍区域按照高度进行分类,得到若干个电线障碍区域集合;不同电线障碍区域集合中的电线障碍区域对应的安全飞行高度不同或属于不同的高度范围。
133.s10222,针对每个电线障碍区域集合,对集合内的电线障碍区域进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域。
134.以一个电线障碍区域集合为例,假设该集合中有两个电线障碍区域,例如,如图8所示,对该两个电线障碍区域进行膨胀处理,之后合并二者的交集部分,得到待处理区域。
135.s10223,将所有待处理区域中的重叠区域作为参考障碍物、非重叠区域作为可跨越障碍物,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
136.在本实施例中,按照步骤s10222介绍的过程,得到每个电线障碍区域集合对应的待处理区域之后,由于作业设备安全通过非重叠区域的飞行高度是确定的,即为该非重叠区域的高度,所以,直接将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为可跨越障碍物。同时,由于不确定重叠区域以哪个待处理区域的高度进行飞行,所以,可以直接将重叠区域作为参考障碍物。
137.例如,如图9所示,待处理区域1和待处理区域2的高度不同,二者形成四个非重叠区域a、b、c、d和一个重叠区域为m,则将四个非重叠区域a、b、c、d分别作为可跨越障碍物,将一个重叠区域为m作为参考障碍物。
138.需要指出的是,为了便于理解,上述是以一个电线障碍区域集合为例进行说明,但本领域技术人员应当理解,每个电线障碍区域集合都需要按照s10222~s10223的方式进行处理,直至遍历完所有的电线障碍区域集合。
139.在另一种可能的实现方式中,本领域技术人员应当理解,直接将重叠区域作为参考障碍物是一种比较保险的方式,但是,重叠区域不一定不可跨越。例如,如果重叠区域的上方或者下方存在可让无人机安全飞过的空间,则重叠区域也可以进行跨越。
140.因此,步骤s1022中对电线障碍区域进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的过程,还可以包括s1022-1~s1022-4。
141.s1022-1,将全部电线障碍区域按照高度进行分类,得到若干个电线障碍区域集合;不同电线障碍区域集合中的电线障碍区域对应的安全飞行高度不同或属于不同的高度范围。
142.s1022-2,针对每个电线障碍区域集合,对集合内的电线障碍区域进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域。
143.s1022-3,将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为可跨越障碍物。
144.s1022-4,针对所有待处理飞行区域中的重叠区域,根据重叠区域中电线障碍区域的最高安全飞行高度或最低安全飞行高度确定重叠区域的类型;类型用于表征重叠区域为参考障碍物或可跨越障碍物。
145.在本实施例中,直接将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为可跨越障碍物。同时,针对重叠区域,还需要进一步确定重叠区域是参考障碍物还是可跨越障碍物。可选地,可以根据重叠区域中电线障碍区域的最高安全飞行高度或最低安全飞行高度,确定重叠区域是参考障碍物还是可跨越障碍物。
146.作为一种可能的实现方式,可以取重叠区域中电线障碍区域的最高安全飞行高度,判断该最高安全飞行高度所在平面的上方是否存在障碍物,若是,则重叠区域为参考障碍物,若否,则重叠区域为可跨越障碍物。或者,也可以判断重叠区域上方安全距离(例如,1m)内的空间是否存在障碍物,该空间表征无人机可安全通过,若是,则重叠区域为参考障碍物,若否,则重叠区域为可跨越障碍物。
147.作为另一种可能的实现方式,可以取重叠区域中电线障碍区域的最低安全飞行高度,判断该最低安全飞行高度所在平面的下方是否存在障碍物,若是,则重叠区域为参考障碍物,若否,则重叠区域为可跨越障碍物。或者,也可以判断重叠区域下方安全距离(例如,1m)内的空间是否存在障碍物,该空间表征无人机可安全通过,若是,则重叠区域为参考障碍物,若否,则重叠区域为可跨越障碍物。
148.需要指出的是,由于无人机本身具有一定的高度,所以重叠区域上方或者下方的安全距离指的是高度方向上的距离,是为了保证无人机安全飞行设置的,可以根据无人机的机型灵活设置,本技术实施例对此不做任何限制。
149.进一步地,根据前述过程可知,可跨越障碍物可能是非重叠区域,也可能是重叠区域。因此,若可跨越障碍物为非重叠区域,可跨越障碍物用于:将航线中与所可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为可跨越障碍物的高度。若可跨越障碍物为重叠区域,可跨越障碍物用于:将航线中与可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为重叠区域的最高高度或最低高度。
150.需要指出的是,由于无人机本身具有一定的宽度和高度,所以这里用来确定目标航段的安全距离,可以指水平方向和/或竖直方向上的距离,同样是为了保证无人机安全飞行设置的,目的是为了防止无人机的机翼,和/或,机体顶部或机体脚架被电线刮到。此处的安全距离同样可以根据无人机的机型灵活设置,本技术实施例对此不做任何限制。
151.在另一种可能的实现方式中,安全飞行参数可以包括电线的高度。因此,在图2的基础上,请参照图10,步骤s102可以包括s102a。
152.s102a,基于电线的高度,对电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
153.在本实施例中,如果已知电线的高度,电子设备可以基于电线的高度进行分析,自动到电线上方或者下方的安全飞行高度。因此,用户在app上标示时,可以不需要标示无人机在电线附近的安全飞行高度,而是标示出电线的高度。
154.相应的,除了用户在app上标示之外,还可以ai算法对高精地图进行处理,自动检测出电线及电线的高度。
155.同时,由于不同高度的多条电线可能会互相交叠,所以基于电线的高度对电线做处理的过程中,依然需要区分不可跨越的电线和可跨越的电线。
156.下面对步骤s102a进行详细介绍。
157.在一种可能的实现方式中,步骤s102a中基于电线的高度,对电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的过程,可以包括s102a1~s102a3。
158.s102a1,将全部电线按照高度进行分类,得到若干个电线集合;不同电线集合中的电线的高度不同或属于不同的高度范围。
159.s102a2,针对每个电线集合,对电线集合内的电线进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域。
160.需要指出的是,s102a2中将电线集合中的电线处理为待处理区域的过程,与s10222中将电线障碍区域集合中的电线障碍区域处理为待处理区域的过程类似,在此不再赘述。
161.s102a3,将所有待处理区域中的重叠区域作为参考障碍物、非重叠区域作为可跨越障碍物,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
162.需要指出的是,为了便于理解,上述是以一个电线集合为例进行说明,但本领域技术人员应当理解,每个电线集合都需要按照s102a2~s102a3的方式进行处理,直至遍历完所有的电线集合。
163.在另一种可能的实现方式中,步骤s102a中基于电线的高度,对电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的过程,可以包括s102a-1~s102a-4。
164.s102a-1,将全部电线按照高度进行分类,得到若干个电线集合;不同电线集合中的电线的高度不同或属于不同的高度范围。
165.s102a-2,针对每个电线集合,对电线集合内的电线进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域。
166.s102a-3,将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为可跨越障碍物。
167.s102a-4,针对所有待处理飞行区域中的重叠区域,根据重叠区域中电线的最高高度或最低高度确定重叠区域的类型;类型用于表征重叠区域为参考障碍物或可跨越障碍物。
168.由于步骤s102a中的可跨越障碍物是基于电线的高度得到的,而步骤s1021~s1022中的可跨越障碍物是基于电线对应的安全飞行高度得到的。因此,与步骤s1021~s1022得到的可跨越障碍物不同,利用步骤s102a得到的可跨越障碍物调整航线高度信息,不能直接按照可跨越障碍物的高度进行调整,而是需要先依据可跨越障碍物的高度确定一个安全飞行高度,再基于该安全飞行高度调整航线高度信息。
169.也就是,若可跨越障碍物为非重叠区域,可跨越障碍物用于:将航线中与可跨越障碍物处于安全距离内的目标航线的高度,调整为位于可跨越障碍物的上方或者下方的安全飞行高度;
170.若可跨越障碍物为重叠区域,可跨越障碍物用于:将航线中与可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为位于重叠区域的上方或下方的安全飞行高度。
171.需要指出的是,此处的安全飞行高度,可以是电子设备基于电线的高度,对高精地图进行分析得到的,目的是保证无人机从上方或下方安全的通过。
172.可选地,由于步骤s102a中的可跨越障碍物是基于电线的高度得到的,所以,为了进一步保证无人机的安全,在s102a1和s102a-1之前,步骤s102a还可以包括s1020。
173.s1020,基于预先设定的安全距离,对电线进行膨胀处理。
174.在本实施例中,此处的安全距离,可以是指水平方向上的距离,也可以是指水平方向和竖直方向上的距离,目的是为了防止无人机的机翼,和/或,机体顶部或机体脚架被电线刮到,可以根据无人机的机型灵活设置。
175.在本实施例中,按照步骤s101~s102的过程将待作业区域内的电线处理为参考障碍物和/或可跨越障碍物之后,如果待作业区域的边界外不存在障碍物,则后续可以直接根据参考障碍物和/或可跨越障碍物规划待作业区域内的航线。
176.但是,如果待作业区域的边界外存在障碍物,为了保证无人机的安全,则可以先将待作业区域的边界内缩为安全边界,再在安全边界内,根据参考障碍物和/或可跨越障碍物规划待作业区域内的航线。同时,这种情况下,由于引入了安全边界,所以可能会存在参考障碍物与安全边界相交的情形,所以还需要进一步对参考障碍物进行处理,使得需绕行的障碍物都位于安全边界内。
177.因此,在图2的基础上,请参照图11,在步骤s102之后,本技术实施例提供的障碍物处理方法还包括步骤s103~s106。
178.s103,对待作业区域的边界进行内缩处理,得到待作业区域的安全边界。
179.s104,对参考障碍物进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理障碍物。
180.s105,若待处理障碍物与安全边界相交,则调整安全边界中与待处理障碍物相交
的边界段,以使待处理障碍物位于安全边界外。
181.s106,若待处理障碍物处于安全边界内,则将待处理障碍物作为需绕行障碍物。
182.如图12所示,第一步,将待作业区域的边界内缩处理为安全边界,内缩的距离可以是用户根据实际情况灵活设置的;第二步,对参考障碍物做膨胀处理后合并交集部分,得到待处理障碍物;第三步,对安全边界中与待处理障碍物相交的边界段进行调整,使得待处理障碍物位于安全边界外,并将处于安全边界内的待处理障碍物作为需绕行障碍物。
183.可选地,通过步骤s103~s104得到安全边界和待处理障碍物之后,循环处理每个待处理障碍物,若该待处理障碍物与安全边界相交,则对该待处理障碍物和安全边界做差集,即,按照该待处理障碍物的轮廓调整安全边界;若该待处理障碍物处于安全边界内,则将其作为需绕行障碍物;直至完成所有待处理障碍物的处理。
184.前述实施例是以电线处理所得的参考障碍物和/或可跨越障碍物进行描述,但是,本领域技术人员应当理解,待作业区域中不可避免的会存在其他障碍物,例如,图3所示的电线杆、树木等,这些障碍物同样需要绕行。因此,在步骤s102之后,本技术实施例提供的障碍物处理方法还包括步骤s110。
185.s110,基于待作业区域的边界,对待作业区域内的原始障碍物和参考障碍物进行处理。
186.在本实施例中,原始障碍物即为待作业区域内原有的需绕行的障碍物,例如,图3所示的电线杆、树木等。同时,由于考虑了原始障碍物,所以为了无人机的安全,可以先将待作业区域的边界内缩为安全边界,再按照安全边界处理待作业区域内的原始障碍物和参考障碍物。
187.可选地,与图12所示的过程类似,先将待作业区域的边界内缩处理为安全边界;然后,对参考障碍物和原始障碍物做膨胀处理后合并交集部分,得到待处理障碍物;第三步,对安全边界中与待处理障碍物相交的边界段进行调整,使得待处理障碍物位于安全边界外,并将处于安全边界内的待处理障碍物作为需绕行障碍物。
188.以上介绍了在电线场景下,对待作业区域中的电线进行障碍物处理的过程,障碍物处理完成之后,就可以基于处理结果在待作业区域内规划航线,所以,接下来对航线规划的过程进行详细介绍。
189.请参照图13,图13示出了本技术实施例提供的航线规划方法的流程示意图。该航线规划方法应用于电子设备,可以包括以下步骤:
190.s201,获取待作业区域内的参考障碍物和可跨越障碍物;其中,参考障碍物和可跨越障碍物通过前述实施例介绍的障碍物处理方法得到。
191.s202,基于参考障碍物,在待作业区域内规划航线。
192.s203,基于可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整。
193.根据前述实施例介绍的内容可知,参考障碍物只能左右绕行,而可跨越障碍物可以上下跨越,因此,在航线规划过程中,要先基于参考障碍物在待作业区域内规划航线,然后,基于可跨越障碍物调整航线的高度信息。
194.在本实施例中,如果待作业区域的边界外不存在障碍物,则可以直接基于参考障碍物在待作业区域内规划航线;但是,如果待作业区域的边界外存在障碍物,为了保证无人机的安全,则可以先将待作业区域的边界内缩为安全边界,再在安全边界内,直接基于参考
障碍物在待作业区域内规划航线。
195.需要指出的是,这里的参考障碍物,也可以是基于待作业区域的边界,对待作业区域内的原始障碍物和参考障碍物进行处理后得到的障碍物。
196.下面对步骤s202进行详细介绍。
197.可选地,步骤s202中基于参考障碍物,在待作业区域内规划航线的过程,可以包括s2021~s2022。
198.s2021,在待作业区域内规划包含用于指示作业设备作业的作业航段和针对参考障碍物的绕障航段的航线。
199.s2022,优化绕障航段,得到优化后的航线。
200.在本实施例中,先在待作业区域内规划航线,该航线包括用于指示作业设备作业的作业航段和针对参考障碍物的绕障航段。例如,如图14中的左图所示,ab、cd、ef为作业航段,bc、de为绕障航段。
201.然后,为了在保证无人机正常作业的前提下,提高无人机的作业效率,可以对绕障航段进行优化。例如,将de航段优化为图14中的右图所示。
202.需要指出的是,步骤s2021中规划航线的过程,可以采用现有技术中的航线规划算法,本技术实施例对此不再赘述。
203.可选地,s2022中优化绕障航段的过程,可以包括s2022-1~s2022-3。
204.s2022-1,在绕障航段上确定多个采样点。
205.在本实施例中,可以根据实际需求在绕障航段上确定采样点,例如,随机确定采样点,或者,按照等间隔的方式确定采样点等,本技术实施例对此不做任何限制。例如,在图14中的左图所示的de航段确定多个采样点。
206.s2022-2,对多个采样点进行抽稀,得到多个目标采样点。
207.在本实施例中,对多个采样点进行抽稀,得到多个目标采样点的过程,可以包括s1~s4。
208.s1,从第二个采样点开始,将当前采样点的前一个采样点和后一个采样点进行连接,得到一条直线。
209.s2,若直线与待作业区域内的物体发生碰撞,则将当前采样点作为目标采样点。
210.s3,若直线与待作业区域内的物体未发生碰撞,则删除当前采样点。
211.s4,重复上述s1~s3的过程,直至到达最后一个采样点,得到每个目标采样点。
212.s2022-3,依次连接每个目标采样点,得到优化后的绕障航段。
213.下面对步骤s203进行详细介绍。
214.在一种可能的实现方式中,可跨越障碍物是基于电线对应的安全飞行高度得到的,即,可跨越障碍物是通过前述步骤s1021~s1022的过程得到的,这种情况下,步骤s203可以包括s2031~s2033。
215.s2031,将全部可跨越障碍物按照安全飞行高度进行分类,得到若干个可跨越障碍物集合;不同可跨越障碍物集合中的可跨越障碍物的高度不同或属于不同的高度范围。
216.s2032,针对每个可跨越障碍物集合,确定航线中与该集合内的可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段。
217.s2033,针对每个目标航段,根据与目标航段处于安全距离内的可跨越障碍物的高
度,调整目标航段的高度。
218.在本实施例中,由于无人机本身具有一定的宽度和高度,所以这里用来确定目标航段的安全距离,可以指水平方向和/或竖直方向上的距离,是为了防止无人机的机翼,和/或,机体顶部或机体脚架被电线刮到设置的,可以根据无人机的机型灵活设置,例如,水平方向上的安全距离通常至少设置为机身宽度的一半,又如,竖直方向上的安全距离通常至少设置为机体高度的一半,本技术实施例对此不做任何限制。
219.需要指出的是,如果前述将待作业区域内的电线处理为参考障碍物和/或可跨越障碍物的过程中,已经考虑了安全宽度,则为了提高无人机的作业效率,此处的安全距离可以为0,即,步骤s2032中,以一个可跨越障碍物集合为例,直接将航线中与该集合内的可跨越障碍物重合的航段作为目标航段。
220.可选地,s2033中根据与目标航段处于安全距离内的可跨越障碍物的高度,调整目标航段的高度的过程,可以包括:
221.若可跨越障碍物为非重叠区域,则将目标航段的高度调整为可跨越障碍物的高度;
222.若可跨越障碍物为重叠区域,则将目标航段的高度调整为重叠区域的最高高度或最低高度。
223.在一种可能的实现方式中,可跨越障碍物是基于电线的高度得到的,即,可跨越障碍物是通过前述步骤s102a的过程得到的,这种情况下,步骤s203可以包括s203a~s203c。
224.s203a,将全部可跨越障碍物按照电线的高度进行分类,得到若干个可跨越障碍物集合;不同可跨越障碍物集合中的可跨越障碍物的高度不同或属于不同的高度范围。
225.s203b,针对每个可跨越障碍物集合,确定航线中与该集合的可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段。
226.s203c,针对每个目标航段,根据与目标航段处于安全距离内的可跨越障碍物的高度,调整目标航段的高度。
227.在本实施例中,如果可跨越障碍物是基于电线的高度得到的,则不能直接按照可跨越障碍物的高度调整目标航段的高度,而是需要先依据可跨越障碍物的高度确定一个安全飞行高度,再基于该安全飞行高度调整目标航段的高度。
228.因此,步骤s203c中根据与目标航段处于安全距离内的可跨越障碍物的高度,调整目标航段的高度的过程,可以包括:
229.若可跨越障碍物为非重叠区域,则将目标航段的高度调整为位于可跨越障碍物的上方或者下方的安全飞行高度;
230.若可跨越障碍物为重叠区域,则将目标航段的高度调整为位于重叠区域上方或下方的安全飞行高度。
231.与现有技术相比,本技术实施例具有以下有益效果:
232.首先,针对电线场景,基于预先定义的安全飞行参数,将待作业区域内的电线处理为参考障碍物和/或可跨越障碍物,后续无人机在作业时,只需对参考障碍物进行左右绕行,对可跨越障碍物可以进行上下跨越,从而能够在保证作业安全的前提下,最大化作业覆盖率。
233.第二,对航线中的绕障航段进行优化,并保持作业航段不变,从而既能保证无人机
的正常作业,又能最大程度上一稿无人机的作业效率。
234.第三,基于可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整时,考虑了安全距离,可以进一步保证无人机的安全。
235.为了执行上述方法实施例及各个可能的实施方式中的相应步骤,下面分别给出一种障碍物处理装置和航线规划装置的实现方式。
236.请参照图15,图15示出了本技术实施例提供的障碍物处理装置100的方框示意图。障碍物处理装置100应用于电子设备,包括:获取模块101和第一处理模块102。
237.获取模块101,用于获取待作业区域内的电线。
238.第一处理模块102,用于基于预先定义的安全飞行参数,对电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物;其中,参考障碍物表征不可跨越的电线,用于规划待作业区域内的航线;可跨越障碍物表征可跨越的电线,用于对相应航线的高度信息进行调整。
239.在一种可能的实现方式中,安全飞行参数包括电线对应的安全飞行高度;第一处理模块102具体用于:
240.基于安全飞行高度,将电线处理为电线障碍区域;其中,电线障碍区域的高度为安全飞行高度,安全飞行高度用于表征作业设备安全通过电线障碍区域的飞行高度;
241.对电线障碍区域进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
242.作为一种实施方式,第一处理模块102执行对电线障碍区域进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的方式,包括:
243.将全部电线障碍区域按照高度进行分类,得到若干个电线障碍区域集合;不同电线障碍区域集合中的电线障碍区域对应的安全飞行高度不同或属于不同的高度范围;
244.针对每个电线障碍区域集合,对集合内的电线障碍区域进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;
245.将所有待处理区域中的重叠区域作为参考障碍物、非重叠区域作为可跨越障碍物,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
246.作为另一种实施方式,第一处理模块102执行对电线障碍区域进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的方式,包括:
247.将全部电线障碍区域按照高度进行分类,得到若干个电线障碍区域集合;不同电线障碍区域集合中的电线障碍区域对应的安全飞行高度不同或属于不同的高度范围;
248.针对每个电线障碍区域集合,对集合内的电线障碍区域进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;
249.将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为可跨越障碍物;
250.针对所有待处理飞行区域中的重叠区域,根据重叠区域中电线障碍区域的最高安全飞行高度或最低安全飞行高度确定重叠区域的类型;类型用于表征重叠区域为参考障碍物或可跨越障碍物。
251.在另一种可能的实现方式中,安全飞行参数包括电线的高度;第一处理模块102具体用于:
252.基于电线的高度,对电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
253.作为一种实施方式,第一处理模块102执行基于电线的高度,对电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的方式,包括:
254.将全部电线按照高度进行分类,得到若干个电线集合;不同电线集合中的电线的高度不同或属于不同的高度范围;
255.针对每个电线集合,对电线集合内的电线进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;
256.将所有待处理区域中的重叠区域作为参考障碍物、非重叠区域作为可跨越障碍物,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物。
257.作为另一种实施方式,第一处理模块102执行基于电线的高度,对电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的方式,包括:
258.将全部电线按照高度进行分类,得到若干个电线集合;不同电线集合中的电线的高度不同或属于不同的高度范围;
259.针对每个电线集合,对电线集合内的电线进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;
260.将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为可跨越障碍物;
261.针对所有待处理飞行区域中的重叠区域,根据重叠区域中电线的最高高度或最低高度确定重叠区域的类型;类型用于表征重叠区域为参考障碍物或可跨越障碍物。
262.可选地,本技术实施例提供的障碍物处理装置100还包括第二处理模块103,第二处理模块103用于:
263.对待作业区域的边界进行内缩处理,得到待作业区域的安全边界;
264.对参考障碍物进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理障碍物;
265.若待处理障碍物与安全边界相交,则调整安全边界中与待处理障碍物相交的边界段,以使待处理障碍物位于安全边界外;
266.若待处理障碍物处于安全边界内,则将待处理障碍物作为需绕行障碍物。
267.请参照图16,图16示出了本技术实施例提供的航线规划装置200的方框示意图。航线规划装置200应用于电子设备,包括:障碍物获取模块201、航线规划模块202和航线调整模块203。
268.障碍物获取模块201,用于获取待作业区域内的参考障碍物和可跨越障碍物;其中,参考障碍物和可跨越障碍物通过前述实施例介绍的障碍物处理方法得到。
269.航线规划模块202,用于基于参考障碍物,在待作业区域内规划航线。
270.航线调整模块203,用于基于可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整。
271.可选地,航线规划模块202具体用于:
272.在待作业区域内规划包含用于指示作业设备作业的作业航段和针对参考障碍物的绕障航段的航线;
273.优化绕障航段,得到优化后的航线。
274.可选地,航线规划模块202执行优化绕障航段的方式,包括:
275.在绕障航段上确定多个采样点;
276.对多个采样点进行抽稀,得到多个目标采样点;
277.依次连接每个目标采样点,得到优化后的绕障航段。
278.可选地,航线规划模块202执行对多个采样点进行抽稀,得到多个目标采样点的方式,包括:
279.从第二个采样点开始,将当前采样点的前一个采样点和后一个采样点进行连接,得到一条直线;
280.若直线与待作业区域内的物体发生碰撞,则将当前采样点作为目标采样点;
281.若直线与待作业区域内的物体未发生碰撞,则删除当前采样点;
282.重复上述的过程,直至到达最后一个采样点,得到每个目标采样点。
283.在一种可能的实现方式中,可跨越障碍物是基于电线对应的安全飞行高度得到的;航线调整模块203具体用于:
284.将全部可跨越障碍物按照安全飞行高度进行分类,得到若干个可跨越障碍物集合;不同可跨越障碍物集合中的可跨越障碍物的高度不同或属于不同的高度范围;
285.针对每个可跨越障碍物集合,确定航线中与该集合内的可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段;
286.针对每个目标航段,根据与目标航段处于安全距离内的可跨越障碍物的高度,调整目标航段的高度。
287.可选地,航线调整模块203执行根据与目标航段处于安全距离内的可跨越障碍物的高度,调整目标航段的高度的方式,包括:
288.若可跨越障碍物为非重叠区域,则将目标航段的高度调整为可跨越障碍物的高度;
289.若可跨越障碍物为重叠区域,则将目标航段的高度调整为重叠区域的最高高度或最低高度。
290.在另一种可能的实现方式中,可跨越障碍物是基于电线的高度得到的;航线调整模块203具体用于:
291.将全部可跨越障碍物按照电线的高度进行分类,得到若干个可跨越障碍物集合;不同可跨越障碍物集合中的可跨越障碍物的高度不同或属于不同的高度范围;
292.针对每个可跨越障碍物集合,确定航线中与该集合的可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段;
293.针对每个目标航段,根据与目标航段处于安全距离内的可跨越障碍物的高度,调整目标航段的高度。
294.可选地,航线调整模块203执行根据与目标航段处于安全距离内的可跨越障碍物的高度,调整目标航段的高度的方式,包括:
295.若可跨越障碍物为非重叠区域,则将目标航段的高度调整为位于可跨越障碍物的上方或者下方的安全飞行高度;
296.若可跨越障碍物为重叠区域,则将目标航段的高度调整为位于重叠区域上方或下方的安全飞行高度。
297.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的障碍物处理装置100和航线规划装置200的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
298.请参照图17,图17示出了本技术实施例提供的电子设备10的方框示意图。电子设备10包括处理器11、存储器12及总线13,处理器11通过总线13与存储器12连接。
299.存储器12用于存储程序,例如图15所示的障碍物处理装置100,和/或,图16所示的
航线规划装置200。障碍物处理装置100或者航线规划装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器12中的软件功能模块,处理器11在接收到执行指令后,执行所述程序以实现前述实施例揭示的障碍物处理方法或者航线规划方法。
300.存储器12可能包括高速随机存取存储器(random access memory,ram),也可能还包括非易失存储器(non-volatile memory,nvm)。
301.处理器11可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器11中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器11可以是通用处理器,包括中央处理器(central processing unit,cpu)、微控制单元(microcontroller unit,mcu)、复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,cpld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array,fpga)、嵌入式arm等芯片。
302.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器11执行时实现前述实施例揭示的换行障碍物处理方法,和/或,前述实施例揭示的航线规划方法。
303.综上所述,本技术实施例提供的一种障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置,障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置,针对电线场景,基于预先定义的安全飞行参数,将待作业区域内的电线处理为参考障碍物和/或可跨越障碍物,参考障碍物表征不可跨越的电线,可跨越障碍物表征可跨越的电线;这样,后续无人机在作业时,只需对参考障碍物进行左右绕行,对可跨越障碍物可以进行上下跨越,从而能够在保证作业安全的前提下,最大化作业覆盖率。
304.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征:


1.一种障碍物处理方法,其特征在于,所述方法包括:获取待作业区域内的电线;基于预先定义的安全飞行参数,对所述电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物;其中,所述参考障碍物表征不可跨越的电线,用于规划所述待作业区域内的航线;所述可跨越障碍物表征可跨越的电线,用于对相应航线的高度信息进行调整。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述安全飞行参数包括所述电线对应的安全飞行高度;所述基于预先定义的安全飞行参数,对所述电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物的步骤,包括:基于所述安全飞行高度,将所述电线处理为电线障碍区域;其中,所述电线障碍区域的高度为所述安全飞行高度,所述安全飞行高度用于表征作业设备安全通过所述电线障碍区域的飞行高度;对所述电线障碍区域进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述电线障碍区域进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物的步骤,包括:将全部电线障碍区域按照高度进行分类,得到若干个电线障碍区域集合;不同电线障碍区域集合中的电线障碍区域对应的安全飞行高度不同或属于不同的高度范围;针对每个电线障碍区域集合,对所述集合内的所述电线障碍区域进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;将所有待处理区域中的重叠区域作为所述参考障碍物、非重叠区域作为所述可跨越障碍物,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物。4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述电线障碍区域进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物的步骤,包括:将全部电线障碍区域按照高度进行分类,得到若干个电线障碍区域集合;不同电线障碍区域集合中的电线障碍区域对应的安全飞行高度不同或属于不同的高度范围;针对每个电线障碍区域集合,对所述集合内的所述电线障碍区域进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为所述可跨越障碍物;针对所有待处理飞行区域中的重叠区域,根据所述重叠区域中电线障碍区域的最高安全飞行高度或最低安全飞行高度确定所述重叠区域的类型;所述类型用于表征所述重叠区域为参考障碍物或可跨越障碍物。5.如权利要求3或4所述的方法,其特征在于,若所述可跨越障碍物为非重叠区域,所述可跨越障碍物用于:将所述航线中与所述可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为所述可跨越障碍物的高度;若所述可跨越障碍物为重叠区域,所述可跨越障碍物用于:将所述航线中与所述可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为所述重叠区域的最高高度或最低高度。6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述安全飞行参数包括所述电线的高度;所述基于预先定义的安全飞行参数,对所述电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨
越障碍物的步骤,包括:基于所述电线的高度,对所述电线进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物。7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述电线的高度,对所述电线进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物的步骤,包括:将全部电线按照高度进行分类,得到若干个电线集合;不同电线集合中的电线的高度不同或属于不同的高度范围;针对每个电线集合,对所述电线集合内的电线进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;将所有待处理区域中的重叠区域作为所述参考障碍物、非重叠区域作为所述可跨越障碍物,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物。8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述电线的高度,对所述电线进行处理,得到所述参考障碍物和/或所述可跨越障碍物的步骤,包括:将全部电线按照高度进行分类,得到若干个电线集合;不同电线集合中的电线的高度不同或属于不同的高度范围;针对每个电线集合,对所述电线集合内的电线进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理区域;将所有待处理飞行区域中的非重叠区域作为所述可跨越障碍物;针对所有待处理飞行区域中的重叠区域,根据所述重叠区域中电线的最高高度或最低高度确定所述重叠区域的类型;所述类型用于表征所述重叠区域为参考障碍物或可跨越障碍物。9.如权利要求7或8所述的方法,其特征在于,若所述可跨越障碍物为非重叠区域,所述可跨越障碍物用于:将所述航线中与所述可跨越障碍物处于安全距离内的目标航线的高度,调整为位于所述可跨越障碍物的上方或者下方的安全飞行高度;若所述可跨越障碍物为重叠区域,所述可跨越障碍物用于:将所述航线中与所述可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段的高度,调整为位于所述重叠区域的上方或下方的安全飞行高度。10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:对所述待作业区域的边界进行内缩处理,得到所述待作业区域的安全边界;对所述参考障碍物进行膨胀处理后合并交集部分,得到待处理障碍物;若所述待处理障碍物与所述安全边界相交,则调整安全边界中与所述待处理障碍物相交的边界段,以使所述待处理障碍物位于所述安全边界外;若所述待处理障碍物处于所述安全边界内,则将所述待处理障碍物作为需绕行障碍物。11.一种航线规划方法,其特征在于,所述方法包括:获取待作业区域内的参考障碍物和可跨越障碍物;其中,所述参考障碍物和所述可跨越障碍物通过权利要求1-10中任一项所述的障碍物处理方法得到;基于所述参考障碍物,在所述待作业区域内规划航线;基于所述可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述基于所述参考障碍物,在所述待作业区域内规划航线的步骤包括:在所述待作业区域内规划包含用于指示作业设备作业的作业航段和针对所述参考障碍物的绕障航段的航线;优化所述绕障航段,得到优化后的航线。13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述优化所述绕障航段的步骤,包括:在所述绕障航段上确定多个采样点;对所述多个采样点进行抽稀,得到多个目标采样点;依次连接每个所述目标采样点,得到所述优化后的绕障航段。14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述对所述多个采样点进行抽稀,得到多个目标采样点的步骤,包括:从第二个采样点开始,将当前采样点的前一个采样点和后一个采样点进行连接,得到一条直线;若所述直线与所述待作业区域内的物体发生碰撞,则将所述当前采样点作为所述目标采样点;若所述直线与所述待作业区域内的物体未发生碰撞,则删除所述当前采样点;重复上述步骤,直至到达最后一个采样点,得到每个所述目标采样点。15.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述可跨越障碍物是基于所述电线对应的安全飞行高度得到的;所述基于所述可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整的步骤,包括:将全部可跨越障碍物按照所述安全飞行高度进行分类,得到若干个可跨越障碍物集合;不同可跨越障碍物集合中的可跨越障碍物的高度不同或属于不同的高度范围;针对每个可跨越障碍物集合,确定所述航线中与该集合内的可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段;针对每个所述目标航段,根据与所述目标航段处于安全距离内的所述可跨越障碍物的高度,调整所述目标航段的高度。16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述根据与所述目标航段处于安全距离内的所述可跨越障碍物的高度,调整所述目标航段的高度的步骤,包括:若所述可跨越障碍物为非重叠区域,则将所述目标航段的高度调整为所述可跨越障碍物的高度;若所述可跨越障碍物为重叠区域,则将所述目标航段的高度调整为所述重叠区域的最高高度或最低高度。17.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述可跨越障碍物是基于所述电线的高度得到的;所述基于所述可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整的步骤,包括:将全部可跨越障碍物按照所述电线的高度进行分类,得到若干个可跨越障碍物集合;不同可跨越障碍物集合中的可跨越障碍物的高度不同或属于不同的高度范围;针对每个可跨越障碍物集合,确定所述航线中与该集合的可跨越障碍物处于安全距离内的目标航段;
针对每个所述目标航段,根据与所述目标航段处于安全距离内的所述可跨越障碍物的高度,调整所述目标航段的高度。18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述根据与所述目标航段处于安全距离内的所述可跨越障碍物的高度,调整所述目标航段的高度的步骤,包括:若所述可跨越障碍物为非重叠区域,则将所述目标航段的高度调整为位于所述可跨越障碍物的上方或者下方的安全飞行高度;若所述可跨越障碍物为重叠区域,则将所述目标航段的高度调整为位于所述重叠区域上方或下方的安全飞行高度。19.一种障碍物处理装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取待作业区域内的电线;第一处理模块,用于基于预先定义的安全飞行参数,对所述电线进行处理,得到参考障碍物和/或可跨越障碍物;其中,所述参考障碍物表征不可跨越的电线,用于规划所述待作业区域内的航线;所述可跨越障碍物表征可跨越的电线,用于对相应航线的高度信息进行调整。20.一种航线规划装置,其特征在于,所述装置包括:障碍物获取模块,用于获取待作业区域内的参考障碍物和可跨越障碍物;其中,所述参考障碍物和所述可跨越障碍物通过权利要求1-10中任一项所述的障碍物处理方法得到;航线规划模块,用于基于所述参考障碍物,在所述待作业区域内规划航线;航线调整模块,用于基于所述可跨越障碍物,对相应航线的高度信息进行调整。21.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器用于存储程序,所述处理器用于在执行所述程序时,实现权利要求1-10中任一项所述的障碍物处理方法,和/或,权利要求11-18中任一项所述的航线规划方法。22.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-10中任一项所述的障碍物处理方法,和/或,权利要求11-18中任一项所述的航线规划方法。

技术总结


本申请实施例涉及航线规划领域,提供一种障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置,障碍物处理方法、航线规划方法及相关装置,针对电线场景,基于预先定义的安全飞行参数,将待作业区域内的电线处理为参考障碍物和/或可跨越障碍物,参考障碍物表征不可跨越的电线,可跨越障碍物表征可跨越的电线;这样,后续无人机在作业时,只需对参考障碍物进行绕行,对可跨越障碍物可以进行上下跨越,从而能够在保证作业安全的前提下,最大化作业覆盖率。最大化作业覆盖率。最大化作业覆盖率。


技术研发人员:

朱俊星 叶凯杰 郑争光

受保护的技术使用者:

广州极飞科技股份有限公司

技术研发日:

2022.10.19

技术公布日:

2022/12/19


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本文链接:http://www.wtabcd.cn/zhuanli/patent-1-65642-0.html

来源:专利查询检索下载-实用文体写作网版权所有,转载请保留出处。本站文章发布于 2022-12-27 08:07:40

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