CN112313476A

CN112313476A - 无人飞行器的航线规划方法和装置

Info

Publication number: CN112313476A
Application number: CN201980039851.8A
Authority: CN
Inventors: 邹亭
Original assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Current assignee: SZ DJI Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2021-02-02
Also published as: WO2021087750A1

Abstract

一种无人飞行器的航线规划方法和装置，方法包括：根据预设的航线规划信息，在目标区域中生成多条航线参考线(S101)；获取目标区域内的禁飞区的位置信息(S102)；根据禁飞区的位置信息，将目标区域分割成多个子区域，使得子区域与禁飞区不重合(S103)；根据多个子区域的航线参考线，确定多个子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线(S104)；根据子区域的航线参考线、多个子区域的作业顺序以及连接航线，确定无人飞行器的作业航线(S105)；其中，每个子区域中的航线参考线与本子区域的交点的数量小于或等于2。避免了无人飞行器对禁飞区的多次避障，减少了非作业航线的长度，提升了无人飞行器的作业效率。

Description

无人飞行器的航线规划方法和装置

技术领域

本发明涉及航线规划领域，尤其涉及一种无人飞行器的航线规划方法和装置。

背景技术

覆盖路径规划技术在无人飞行器领域具有广泛的应用，同时覆盖路径规划任务中的避障技术也是一项重要的技术，良好的避障技术对任务执行效率具有较大的提升。

现有技术中，采用在每条航线段上进行绕障的航线规划方式，航线规划的过程包括如下步骤：首先，根据用户划定的区域，生成往复式的覆盖作业航线段；接着，识别区域内的障碍物；最后，检查当前作业航线段内是否存在障碍物，如果存在，执行绕障，并继续执行当前航线段。现有航线规划方式对于较小的障碍物具有良好的应用，但是对于大型禁飞区，如建筑物等，由于禁飞区横跨了多条航线段，若采用现有航线规划方式，无人飞行器常常需要执行多次绕障，有时绕障航线比作业航线还长，对无人飞行器执行作业任务的执行效率带来了极为不利的影响。另外，从飞行安全性考虑，现有航线规划方式中，一旦无人飞行器前方有禁飞区或障碍物，就要进行绕障，由于禁飞区、障碍物等通常具有复杂的属性，频繁的绕障给无人飞行器带来了极大的飞行安全风险。

发明内容

本发明提供一种无人飞行器的航线规划方法和装置。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

根据本发明的第一方面，提供一种无人飞行器的航线规划方法，所述方法包括：

根据预设的航线规划信息，在目标区域中生成多条航线参考线；

获取所述目标区域内的禁飞区的位置信息；

根据所述禁飞区的位置信息，将所述目标区域分割成多个子区域，使得所述子区域与所述禁飞区不重合，其中，每个子区域中的航线参考线与该子区域的交点的数量小于或等于2；

根据多个所述子区域的航线参考线，确定多个所述子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线；

根据所述子区域的航线参考线、多个所述子区域的作业顺序以及所述连接航线，确定所述无人飞行器的作业航线。

根据本发明的第二方面，提供一种无人飞行器的航线规划装置，所述装置包括：

存储装置，用于存储程序指令；以及

一个或多个处理器，调用所述存储装置中存储的程序指令，当所述程序指令被执行时，所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于实施如下操作：

获取所述目标区域内的禁飞区的位置信息；

根据本发明实施例提供的技术方案，本发明按照禁飞区的几何特征，将目标区域分割成多个与禁飞区不重合子区域，再根据多个子区域的航线参考线确定各子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线，最后根据子区域的航线参考线作业顺序以及连接航线确定无人飞行器的作业航线，采用区域分割环绕禁飞区执行作业任务，解决了现有在每条航线上进行绕障的方式导致的对大型禁飞区执行效率低的问题，避免了无人飞行器对禁飞区的多次避障，减少了非作业航线的长度，提升了无人飞行器的作业效率；同时，缩短了无人机在作业过程中与禁飞区近距离接触的时间，提高了无人飞行器飞行安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中的无人飞行器的航线规划方法的方法流程图；

图2是本发明一实施例中的航线参考线的规划方式示意图；

图3是本发明一实施例中的子区域中位于最外侧的两条航线参考线与子区域的边界的交点的示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种根据多个子区域的航线参考线，确定多个子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线的示意图；

图5是本发明一实施例提供的确定起始作业区域的航线的终点的示意图；

图6是本发明一实施例提供的确定除起始作业区域外的子区域的航线的终点的示意图；

图7是本发明一实施例提供的根据交点的位置信息以及多个子区域的作业顺序，确定作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线的示意图；

图8是本发明一实施例提供的根据子区域的航线参考线、多个子区域的作业顺序以及连接航线，确定无人飞行器的作业航线的示意图；

图9是本发明一实施例中的无人飞行器的航线规划装置的结构框图。

具体实施方式

由于大型禁飞区通常横跨了多条航线段，因此现有在每条航线段上进行绕障的航线规划方式需要执行多次绕障，有时绕障航线比作业航线还长，对无人飞行器执行作业任务的执行效率带来了极为不利的影响。例如，在农业无人机领域，无人飞行器完成所有绕障使飞行路径成倍增加，导致无人飞行器在原始航线下本可以通过一次充电即可完成一片农田的药物喷洒，而经过多次绕障后电量不足以支撑增加了绕障航线的总的航线，导致无人飞行器需要中断喷洒返回充电，或者在农药未喷完的情况下需要替换另一架无人飞行器来作业的情况发生。另外，从飞行安全性考虑，现有航线规划方式中，一旦无人飞行器前方有禁飞区或障碍物，就要进行绕障，由于禁飞区通常具有复杂的属性，频繁的绕障给无人飞行器带来了极大的飞行安全风险。

对于此，本发明按照禁飞区的几何特征，将目标区域分割成多个与禁飞区不重合子区域，再根据多个子区域的航线参考线确定各子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线，最后根据子区域的航线参考线作业顺序以及连接航线确定无人飞行器的作业航线，采用区域分割环绕禁飞区执行作业任务，解决了现有在每条航线上进行绕障的方式导致的对大型禁飞区执行效率低的问题，避免了无人飞行器对禁飞区的多次避障，减少了非作业航线的长度，提升了无人飞行器的作业效率；同时，缩短了无人机在作业过程中与禁飞区近距离接触的时间，提高了无人飞行器飞行安全性。

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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

本发明的无人飞行器可以为无人机，也可以为其他类型的无人飞行器。

本发明实施例提供一种无人飞行器的航线规划方法，请参见图1，所述无人飞行器的航线规划方法可以包括步骤S101～S105。

其中，在步骤S101中，根据预设的航线规划信息，在目标区域中生成多条航线参考线。

目标区域为用户划定的无人飞行器的作业区域，其中，无人飞行器的作业可以包括以下中的一种或多种：喷洒、播种、测绘、巡线(电力巡线)；应当理解地，无人飞行器的作业类型不限于上述列举的作业类型，也可以为其他作业类型。

本实施例中，航线规划信息可以包括多条航线参考线之间的位置关系和航线参考线的方向；当然，航线规划信息也可以包括其他指示航线参考线特征的信息，如靠近禁飞区的航线参考线与禁飞区的边界的最小距离、航线参考线与禁飞区不相交等等。

多条航线参考线之间的位置关系是无人飞行器的作业需求决定的，例如，在喷洒或播种作业时，为防止重复喷洒或播种，可以将多条航线参考线设计为大致平行的。进一步可选地，多条航线参考线之间的位置关系可以包括相邻两条航线参考线之间的间距。示例性的，参见图2，目标区域10中包括多个禁飞区20，在目标区域中生成多条大致平行的航线参考线，相邻两条航线参考线之间的间距为预设间距阈值，生成的航线参考线即为图2中的虚线。此外，图2中，航线参考线与禁飞区不相交；进一步地，对于延长线与禁飞区相交航线参考线，其朝向禁飞区的端部至禁飞区的边界的距离为第一预设距离阈值；此外，与禁飞区相邻的航线参考线至禁飞区的边界的最小距离大于第二预设距离阈值。其中，预设间距阈值、第一距离阈值以及第二距离阈值的大小均可根据需要设置。

而在测绘或巡线等作业时，可以存在重合、交叉的航线参考线，确保无人飞行器进行测绘或巡线作业时的覆盖范围。可以理解的是，在其他作业时，多条航线参考线之间的位置关系还可以设置为其他。

航线参考线的方向是指航线参考线相对基准线的位置关系，如航线参考线与基准线的夹角大小。其中，基准线可以为水平线，也可以为竖直线。示例性的，请参见图2，航线参考线为竖直方向的线段。

在步骤S102中，获取目标区域内的禁飞区的位置信息。

本实施例中，禁飞区的位置信息为禁飞区在目标区域中的相对位置信息。

禁飞区的位置信息可以包括禁飞区的边界位置信息；当然，禁飞区的位置信息不限于禁飞区的边界位置信息，也可以包括禁飞区的特殊点的位置信息，如禁飞区的中心的位置信息。示例性的，对于规则形状的禁飞区，可以获取禁飞区的中心的位置信息，然后根据禁飞区的中心的位置信息确定禁飞区的边界的位置信息。

禁飞区可以包括以下至少一种：预设的禁飞区、目标区域中的障碍物所在区域、目标区域中面积大于预设面积阈值的非作业区域。其中，预设的禁飞区可以包括预设的禁止飞行器飞行的区域。此外，通过将目标区域中面积大于预设面积阈值的非作业区域设置为禁飞区，减少了非作业航线的长度，提升了无人飞行器的作业效率，而预设面积阈值大小可以根据需要设置。

获取禁飞区的位置信息的方式可以由禁飞区的类型决定，例如，在一些实施例中，识别目标区域中的禁飞区，获取禁飞区的位置信息。本实施例中，基于图像识别算法识别目标区域中的禁飞区的。由于预设的禁飞区为预先确定的，故采样上述获取禁飞区的位置信息的方式后，预设的禁飞区均会被识别出来。然而，图像识别算法的精度等因素可能会导致目标区域中的障碍物、目标区域中面积大于预设面积阈值的非作业区域未被识别的情况发生，故上述获取禁飞区的位置信息的方式比较适用于预设的禁飞区。

在另外一些实施例中，根据获取的对目标区域输入的禁飞区指示，确定禁飞区的位置信息，其中，禁飞区指示包括禁飞区的边界轨迹和/或禁飞区位置。本实施例中，用户是直接在目标区域的图像上输入禁飞区的边界轨迹和/或禁飞区位置的，当由于图像识别算法的精度等因素导致目标区域中的障碍物、目标区域中面积大于预设面积阈值的非作业区域未被识别的情况发生时，可以通过用户直接在目标区域的图像上输入禁飞区的边界轨迹和/或禁飞区位置来确定禁飞区的位置信息。

在步骤S103中，根据禁飞区的位置信息，将目标区域分割成多个子区域，使得子区域与禁飞区不重合，其中，每个子区域中的航线参考线与该子区域的交点的数量小于或等于2。

示例性的，请参见图2，将目标区域10分割成子区域11、子区域12、子区域13、子区域14、子区域15、子区域16、子区域17、子区域18和子区域19。

对于每个子区域中的航线参考线，每条航线参考线与该子区域的交点的数量为1或2。如图3所示，子区域16的其中一条航线参考线与该子区域16的交点的数量为1，子区域16的其余航线参考线与该子区域14的交点的数量均为2；除子区域16外的其他子区域的航线参考线与对应子区域的交点的数量均为2。本实施例中，对于每个子区域中位于最外侧的两条航线参考线，每个航线参考线与该子区域的边界的交点为1个或2个，也即，每个子区域中位于最外侧的两条航线参考线与该子区域的边界的交点数量为2个(未显示)、3个(如子区域16)或4个(如子区域11-15以及子区域17-19)；而对于每个子区域中位于最外侧的两条航线参考线之间的航线参考线，每个航线参考线与该子区域的边界的交点为2个。

本实施例的子区域可以包括凸多边形、圆形、椭圆形中的至少一种；当然子区域也可以为其他形状，只要该形状的子区域中的航线参考线与子区域的交点的数量小于或等于2即可。

在步骤S104中，根据多个子区域的航线参考线，确定多个子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线。

图4是本发明一实施例提供的一种根据多个子区域的航线参考线，确定多个子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线的示意图，请参见图4，所述方法可以包括：

S401、获取每个子区域中位于最外侧的两条航线参考线与子区域的边界的交点的位置信息。

如上述实施例所述，每个子区域中位于最外侧的两条航线参考线与该子区域的边界的交点数量为2个、3个或4个。

S402、根据多个子区域中位于最外侧的两条航线参考线与子区域的边界的交点的位置信息，确定多个子区域的作业顺序。

在一些实施例中，在实现步骤S402时，可以包括但不限于如下两个步骤：

(1)、确定多个子区域中无人飞行器的起始作业区域。

可采用不同的方式确定起始作业区域，例如，在其中一些实施例中，首先获取无人飞行器的当前位置信息；接着，根据多个子区域中位于最外侧的两条航线参考线与子区域的边界的交点的位置信息和当前位置信息，确定多个子区域中位于最外侧的两条航线参考线与子区域的边界的交点中距离无人飞行器的当前位置最近的交点；将多个子区域中位于最外侧的两条航线参考线与子区域的边界的交点中距离无人飞行器的当前位置最近的交点所在子区域确定为无人飞行器的起始作业区域。这种确定起始作业区域的方式能够减少无人飞行器的非作业航线的长度，提升无人飞行器的作业效率。

在另外一些实施例中，根据用户指令确定起始作业区域，以满足不同的用户需求。具体地，获取第一用户指令；根据第一用户指令，将指定子区域确定为无人飞行器的起始作业区域。其中，第一用户指令用于指示多个子区域中的指定子区域作为无人飞行器的起始作业区域。本实施例中，由用户输入第一用户指令，例如，可以通过交互界面呈现目标区域分割成多个子区域后的图像，用户可以在图像上直接点击多个子区域中的一个子区域，将用户点击的子区域作为指定区域，也即无人飞行器的起始作业区域；也可以将多个子区域分别编号，用户输入指定区域的编号即可。当然，可以理解的是，用户输入第一用户指令方式包括但不限于上述内容，只要通过第一用户指令的输入，可以确定无人飞行器的起始作业区域即可。需要说明的是，用户输入第一用户指令的方式除了在交互界面实现之外，也可以包括其它方式，例如语音，此处不作具体限定。

(2)、根据起始作业区域的交点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定除起始作业区域外的子区域的作业顺序。

可选地，在实现该步骤时，首先确定起始作业区域的航线的起点；接着，根据起始作业区域的航线的起点和起始作业区域的航线参考线，确定起始作业区域的航线的终点；再根据起始作业区域的终点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点(即除起始作业区域外的子区域中位于最外侧的两条航线参考线与该子区域的边界的交点)的位置信息，确定除起始作业区域外的子区域的作业顺序。

起始作业区域的航线的起点也可采用不同的方式确定，例如，在其中一些实施例中，获取无人飞行器的当前位置信息；根据当前位置信息和起始作业区域的交点(即起始作业区域中位于最外侧的两条航线参考线与起始作业区域的边界的交点)的位置信息，确定起始作业区域的航线的起点。可以计算无人飞行器的当前位置至起始作业区域各交点的距离，可选地，起始作业区域的航线的起点为起始区域的交点中距离无人飞行器的当前位置最近的交点，减少无人飞行器的非作业航线的长度，提升无人飞行器的作业效率。当然，起始作业区域的航线的起点也可以为起始作业区域中位于最外侧的两条航线参考线与起始作业区域的边界的交点中的其他交点。

在另外一些实施例中，根据用户指令确定起始作业区域的航线的起点，以满足不同的用户需求。具体地，获取第二用户指令；根据第二用户指令，将指定交点确定为起始作业区域的起点。其中，第二用户指令用于指示起始作业区域中位于最外侧的两条航线参考线与起始作业区域的边界的交点中指定交点作为起始作业区域的起点。本实施例中，由用户输入第二用户指令，例如，在确定起始作业区域后，可以通过交互界面呈现起始作业区域的图像，用户可以在图像上直接点击起始作业区域的边界的交点中的一个，将用户点击的交点作为指定交点，也即起始作业区域的航线的起点；也可以将起始作业区域的边界的交点分别编号，用户输入指定交点的编号即可。当然，可以理解的是，用户输入第二用户指令方式包括但不限于上述内容，只要通过第二用户指令的输入，可以确定起始作业区域的航线的起点即可。需要说明的是，用户输入第二用户指令的方式除了在交互界面实现之外，也可以包括其它方式，例如语音，此处不作具体限定。

可选地，在根据起始作业区域的航线的起点和起始作业区域的航线参考线，确定起始作业区域的航线的终点时，首先根据起始作业区域的航线的起点，将起始作业区域中相邻两条航线参考线的其中一侧的端点连接，以形成一条航线；接着将起始作业区域的航线上远离起始作业区域的航线的起点的一端端点确定为起始作业区域的终点。示例性的，请参见图5，无人飞行器的当前位置为A，起始作业区域11中位于最外侧的两条航线参考线与起始作业区域11的边界的交点包括4个，分别为A1、A2、A3和A4。A1、A2、A3和A4中距离A最近的为A1，故将A1作为起始作业区域11的航线的起点。将起始作业区域11中相邻两条航线参考线的其中一侧的端点连接，以形成一条航线，即起始作业区域11中的粗线，起始作业区域11的航线的终点即为A3。

根据起始作业区域的终点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定除起始作业区域外的子区域的作业顺序的实现方式也可以根据需要选择，示例性的，在根据起始作业区域的终点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定除起始作业区域外的子区域的作业顺序时，首先根据当前子区域的终点的位置信息以及未确定作业顺序的子区域的交点(即未确定作业顺序的子区域中位于最外侧的两条航线参考线与该子区域的边界的交点)的位置信息，确定未确定作业顺序的子区域中与当前子区域相邻的子区域，其中，当前子区域包括起始作业区域。接着，将未确定作业顺序的子区域中与当前子区域相邻的子区域的一个确定为当前子区域的下一作业子区域。

将未确定作业顺序的子区域中与当前子区域相邻的子区域的一个确定为当前子区域的下一作业子区域的实现方式可以包括多种，可选地，将未确定作业顺序的子区域中与当前子区域相邻的子区域且位于指定方向上的子区域确定为下一作业子区域。例如，在确定当前子区域的下一作业子区域时，按照右->下->上->左的方向顺序依次搜索未确定作业顺序的子区域，首先在未确定作业顺序的子区域中搜索与当前子区域相邻的且位于当前子区域右方的子区域，若未确定作业顺序的子区域中存在位于当前子区域右方的子区域，则将该位于当前子区域右方的子区域作为当前子区域的下一作业子区域；若未确定作业顺序的子区域中不存在位于当前子区域右方的子区域，则在未确定作业顺序的子区域中搜索与当前子区域相邻的且位于当前子区域下方的子区域，若未确定作业顺序的子区域中存在位于当前子区域下方的子区域，则将该位于当前子区域下方的子区域作为当前子区域的下一作业子区域；若未确定作业顺序的子区域中不存在位于当前子区域下方的子区域，则在未确定作业顺序的子区域中搜索与当前子区域相邻的且位于当前子区域上方的子区域，以此类推，直至搜索到当前作业区域的下一作业区域。示例性的，请参见图5，起始作业区域为子区域11，A1为子区域11的航线的起点，A3为子区域11的航线的终点，未确定作业顺序的子区域包括子区域12-19，按照本实施例的搜索方式，由于未确定作业顺序的子区域中存在位于子区域11右方的子区域12，则将子区域12确定为子区域11的下一作业子区域。

可选地，根据当前子区域的终点的位置信息以及未确定作业顺序的子区域中与当前子区域相邻的子区域的交点(即未确定作业顺序的子区域中，与当前子区域相邻的子区域中位于最外侧的两条航线参考线与该子区域的边界的交点)的位置信息，确定当前子区域的终点与未确定作业顺序的子区域中与当前子区域相邻的子区域的交点的距离；将距离最小的交点所在的子区域确定为下一作业区域。本实施例通过比较未确定作业顺序的子区域中与当前子区域相邻的所有子区域的交点的距离，将距离当前子区域的终点最近的交点所在的子区域确定为当前子区域的下一作业区域，减少了无人飞行器从当前子区域飞行至下一作业子区域的飞行路径，从而提高无人飞行器的作业效率。示例性的，请参见图5，起始作业区域为子区域11，A1为子区域11的航线的起点，A3为子区域11的航线的终点，未确定作业顺序的子区域包括子区域12-19，按照本实施例的搜索方式，由于未确定作业顺序的子区域中与子区域11相邻的子区域包括子区域12和子区域18，其中，子区域12和子区域18的交点中，子区域18的交点A13与A3最近，故将子区域18作为子区域11的下一作业子区域。

S403、根据交点的位置信息以及多个子区域的作业顺序，确定作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线。

在一些实施例中，在实现步骤S403时，可以包括但不限于如下步骤：

(1)、确定起始作业区域的航线的起点；

(2)、根据起始作业区域的航线的起点和起始作业区域的航线参考线，确定起始作业区域的航线的终点；

步骤(1)和步骤(2)的实现方式可以参见上述实施例的相应部分，此处不再赘述。

(3)、根据起始作业区域的终点的位置信息、除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息以及多个子区域的作业顺序，确定除起始作业区域外的子区域的航线的起点；

在实现步骤(3)时，可选地，根据当前子区域的航线的终点的位置信息以及与当前子区域作业顺序相邻的下一作业子区域的交点的位置信息，确定当前子区域的终点与下一作业子区域的交点的距离；将距离最小的交点确定为下一作业区域的航线的起点，减少了作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线的长度，从而提高无人飞行器的作业效率。其中，当前子区域包括起始作业区域。当然，步骤(3)的实现方式不限于此，也可以选择其他实现方式。

(4)、根据除起始作业区域外的子区域的航线的起点和除起始作业区域外的子区域的航线参考线，确定除起始作业区域外的子区域的航线的终点；

在实现步骤(4)时，可选地，根据除起始作业区域外的子区域的航线的起点，将除起始作业区域外的子区域中相邻两条航线参考线的其中一侧的端点连接，以形成一条航线；将除起始作业区域外的子区域的航线上远离该航线的起点的一端端点确定为子区域的终点。示例性的，请参见图6，子区域12，其最外侧的两条航线参考线与该子区域的边界的交点包括4个，分别为A5、A6、A7和A8，A6为该子区域12的航线的起点。子区域12中相邻两条航线参考线的其中一侧的端点连接，以形成一条航线，即图子区域12中的粗线，该子区域的航线的终点即为A7。

(5)、根据多个子区域的作业顺序，连接作业顺序相邻的两个子区域中作业顺序靠前的子区域的航线的终点和作业顺序靠后的子区域的航线的起点，生成作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线。

例如，作业顺序相邻的两个子区域M1和M2，M 1的作业顺序位于M 2之前，若M 1和M2之间不存在禁飞区，则M1和M 2之间的连接航线即为M1的航线的终点与M 2的航线的起点的连线；若M1和M 2之间存在禁飞区，则需要调整上述M1的航线的终点与M 2的航线的起点的连线的位置，使得M1和M 2之间的连接航线避开禁飞区，确保无人飞行器飞行的安全性。也即，本实施例中，在执行步骤S104之后，执行步骤S105之前，所述无人机的航线规划方法还包括：根据禁飞区的位置信息，调整连接航线的位置，使得连接航线与禁飞区不相交。具体可以根据现有避障算法调整连接航线的位置，使得连接航线与禁飞区不相交，实现作业顺序相邻的两个子区域之间的避障。

示例性的，请参见图7，作业顺序相邻的子区域11和子区域12，其中，子区域11的作业顺序位于子区域12之前。其中，子区域11最外侧的两条航线参考线与该子区域11的边界的交点包括4个，分别为A1、A2、A3和A4，A1为子区域11的航线的起点，A3为子区域11的航线的终点。子区域12最外侧的两条航线参考线与该子区域12的边界的交点也包括4个，分别为A5、A6、A7和A8，A6为子区域12的航线的起点，A7为子区域12的航线的终点。由于A3和A6的直线连线经过禁飞区(图7中A3和A6的虚线连线)，故需要调整A3和A6的连线的位置，使得A3和A6的连线避开禁飞区20，调整后的A3和A6的连线即为子区域11和子区域12之间的连接航线。

请再次参见图7，顺序相邻的子区域12和子区域13，其中，子区域12的作业顺序位于子区域13之前。其中，子区域12最外侧的两条航线参考线与该子区域12的边界的交点包括4个，分别为A5、A6、A7和A8，A6为子区域12的航线的起点，A7为子区域12的航线的终点。子区域13最外侧的两条航线参考线与该子区域13的边界的交点也包括4个，分别为A9、A10、A11和A12，A9为子区域13的航线的起点，A11为子区域13的航线的终点。由于A7和A11的直线连线未经过禁飞区20，子区域12和子区域13之间的连接航线为A7和A11的直线连线。

在步骤S105中，根据子区域的航线参考线、多个子区域的作业顺序以及连接航线，确定无人飞行器的作业航线。

在实现步骤S105时，具体地，根据多个子区域的作业顺序，将子区域的航线参考线和连接航线连接形成一条航线，以生成无人飞行器的作业航线。其中，每个子区域的航线是根据该子区域的起点以及该子区域的航线参考线生成的，如8所示的各子区域中的粗线，即为对应子区域的航线。

示例性的，请参见图8，作业顺序为：子区域11->子区域12->子区域13->子区域14->子区域15->子区域16->子区域17->子区域19->子区域18，根据各子区域的航线以及相邻作业顺序的子区域的连接航线，生成一条飞行器的作业航线。

本发明实施例的无人飞行器的航线规划方法的执行主体可以能够与无人飞行器通信的设备，也可以为无人飞行器。例如，在其中一些实施例中，无人飞行器的航线规划方法的执行主体为能够与无人飞行器通信的设备，其中，能够与无人飞行器通信的设备包括以下至少一种：无人飞行器的服务器、无人飞行器的控制设备，控制设备可以包括能够与无人飞行器通信的终端设备(如手机、平板电脑等)、无人飞行器的遥控器、智能手环等；当然，能够与无人飞行器通信的设备也可以为其他。

当无人飞行器的航线规划方法的执行主体为能够与无人飞行器通信的设备时，进一步地，所述无人飞行器的航线规划方法还可以包括：将无人飞行器的作业航线发送给无人飞行器，以使得无人飞行器按照作业航线进行作业。将航线规划的过程与无人飞行器剥离开来，降低了对无人飞行器的数据处理能力的要求。

在另外一些实施例中，无人飞行器的航线规划方法的执行主体为无人飞行器，所述人飞行器的航线规划方法还包括：按照作业航线进行作业。也即，无人飞行器即执行航线规划，也执行作业，适用于数据处理能力强的无人飞行器。

对应于上述实施例的无人飞行器的航线规划方法，本发明实施例还提供一种无人飞行器的航线规划装置，请参见图9，所述无人飞行器的航线规划装置可以包括存储装置和处理器，其中，处理器包括一个或多个。

其中，存储装置，用于存储程序指令；一个或多个处理器，调用存储装置中存储的程序指令，当程序指令被执行时，一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于实施如下操作：根据预设的航线规划信息，在目标区域中生成多条航线参考线；获取目标区域内的禁飞区的位置信息；根据禁飞区的位置信息，将目标区域分割成多个子区域，使得子区域与禁飞区不重合；根据多个子区域的航线参考线，确定多个子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线；根据子区域的航线参考线、多个子区域的作业顺序以及连接航线，确定无人飞行器的作业航线；其中，每个子区域中的航线参考线与该子区域的交点的数量小于或等于2。

处理器可以实现上述实施例的无人飞行器的航线规划方法，可参见上述实施例的无人飞行器的航线规划方法对本实施例的无人飞行器的航线规划装置进行说明。

本发明实施例的处理器可以是中央处理器(central processing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、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。

此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例的无人飞行器的航线规划方法的步骤。

所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的能够与无人飞行器通信的设备或无人飞行器的内部存储单元，例如硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是能够与无人飞行器通信的设备或无人飞行器的外部存储设备，例如所述设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、SD卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步的，所述计算机可读存储介质还可以既包括能够与无人飞行器通信的设备或无人飞行器的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述与无人飞行器通信的设备或无人飞行器所需的其他程序和数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明部分实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种无人飞行器的航线规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述目标区域内的禁飞区的位置信息；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述航线规划信息包括：多条所述航线参考线之间的位置关系和所述航线参考线的方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，多条所述航线参考线大致平行。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述位置关系包括：相邻两条所述航线参考线之间的间距。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子区域包括凸多边形、圆形、椭圆形中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述禁飞区的位置信息包括：所述禁飞区的边界位置信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述禁飞区包括以下至少一种：预设的禁飞区、所述目标区域中的障碍物所在区域、所述目标区域中面积大于预设面积阈值的非作业区域。

8.根据权利要求1或6或7所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标区域内的禁飞区的位置信息，包括：

识别所述目标区域中的禁飞区，获取所述禁飞区的位置信息；和/或

根据获取的对所述目标区域输入的禁飞区指示，确定所述禁飞区的位置信息，其中所述禁飞区指示包括禁飞区的边界轨迹和/或禁飞区位置。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述子区域的航线参考线，确定多个所述子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线，包括：

获取每个子区域中位于最外侧的两条航线参考线与所述子区域的边界的交点的位置信息；

根据所述交点的位置信息，确定多个所述子区域的作业顺序；

根据所述交点的位置信息以及多个所述子区域的作业顺序，确定作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述交点的位置信息，确定多个所述子区域的作业顺序，包括：

确定多个所述子区域中所述无人飞行器的起始作业区域；

根据所述起始作业区域的交点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定所述除起始作业区域外的子区域的作业顺序。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定多个所述子区域中所述无人飞行器的起始作业区域，包括：

获取所述无人飞行器的当前位置信息；

根据所述交点的位置信息和所述当前位置信息，确定距离所述无人飞行器的当前位置最近的交点；

将所述距离所述无人飞行器的当前位置最近的交点所在子区域确定为所述无人飞行器的起始作业区域。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定多个所述子区域中所述无人飞行器的起始作业区域，包括：

获取第一用户指令，其中所述第一用户指令用于指示多个所述子区域中的指定子区域作为所述无人飞行器的起始作业区域；

根据所述第一用户指令，将所述指定子区域确定为所述无人飞行器的起始作业区域。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述起始作业区域的交点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定所述除起始作业区域外的子区域的作业顺序，包括：

确定所述起始作业区域的航线的起点；

根据所述起始作业区域的航线的起点和所述起始作业区域的航线参考线，确定所述起始作业区域的航线的终点；

根据所述起始作业区域的终点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定所述除起始作业区域外的子区域的作业顺序。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述起始作业区域的终点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定所述除起始作业区域外的子区域的作业顺序，包括：

根据当前子区域的终点的位置信息以及未确定作业顺序的子区域的交点的位置信息，确定所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域，其中，所述当前子区域包括所述起始作业区域；

将所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域的一个确定为所述当前子区域的下一作业子区域。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述将所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域中的一个确定为所述当前子区域的下一作业子区域，包括：

将所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域且位于指定方向上的子区域确定为下一作业子区域。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述将所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域的一个确定为所述当前子区域的下一作业子区域，包括：

根据当前子区域的终点的位置信息以及所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域的交点的位置信息，确定所述当前子区域的终点与所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域的交点的距离；

将距离最小的交点所在的子区域确定为所述下一作业区域。

17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述交点的位置信息以及多个所述子区域的作业顺序，确定作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线，包括：

确定所述起始作业区域的航线的起点；

根据所述起始作业区域的终点的位置信息、除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息以及多个所述子区域的作业顺序，确定所述除起始作业区域外的子区域的航线的起点；

根据所述除起始作业区域外的子区域的航线的起点和所述除起始作业区域外的子区域的航线参考线，确定所述除起始作业区域外的子区域的航线的终点；

根据多个所述子区域的作业顺序，连接作业顺序相邻的两个子区域中作业顺序靠前的子区域的航线的终点和作业顺序靠后的子区域的航线的起点，生成作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述起始作业区域的终点的位置信息、除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息以及多个所述子区域的作业顺序，确定所述除起始作业区域外的子区域的航线的起点，包括：

根据当前子区域的航线的终点的位置信息以及与当前子区域作业顺序相邻的下一作业子区域的交点的位置信息，确定所述当前子区域的终点与所述下一作业子区域的交点的距离，其中，所述当前子区域包括起始作业区域；

将距离最小的交点确定为所述下一作业区域的航线的起点。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述除起始作业区域外的子区域的航线的起点和所述除起始作业区域外的子区域的航线参考线，确定所述除起始作业区域外的子区域的航线的终点，包括：

根据所述除起始作业区域外的子区域的航线的起点，将所述除起始作业区域外的子区域中相邻两条航线参考线的其中一侧的端点连接，以形成一条航线；

将所述除起始作业区域外的子区域的航线上远离该航线的起点的一端端点确定为所述子区域的终点。

20.根据权利要求13或17所述的方法，其特征在于，所述确定所述起始作业区域的航线的起点包括：

获取所述无人飞行器的当前位置信息；

根据所述当前位置信息和所述起始作业区域的交点的位置信息，确定所述起始作业区域的航线的起点。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述起始作业区域的航线的起点为所述起始区域的交点中距离所述无人飞行器的当前位置最近的交点。

22.根据权利要求13或17所述的方法，其特征在于，所述确定所述起始作业区域的起点，包括：

获取第二用户指令，其中所述第二用户指令用于指示所述起始作业区域的交点中指定交点作为所述起始作业区域的起点；

根据所述第二用户指令，将所述指定交点确定为所述起始作业区域的起点。

23.根据权利要求13或17所述的方法，其特征在于，所述根据所述起始作业区域的航线的起点和所述起始作业区域的航线参考线，确定所述起始作业区域的航线的终点，包括：

根据所述起始作业区域的航线的起点，将所述起始作业区域中相邻两条航线参考线的其中一侧的端点连接，以形成一条航线；

将所述起始作业区域的航线上远离所述起始作业区域的航线的起点的一端端点确定为所述起始作业区域的终点。

24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述子区域的航线参考线，确定多个所述子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线之后，所述根据所述子区域的航线参考线、多个所述子区域的作业顺序以及所述连接航线，确定所述无人飞行器的作业航线之前，还包括：

根据所述禁飞区的位置信息，调整所述连接航线的位置，使得所述连接航线与所述禁飞区不相交。

25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述子区域的航线参考线、多个所述子区域的作业顺序以及所述连接航线，确定所述无人飞行器的作业航线，包括：

根据多个所述子区域的作业顺序，将所述子区域的航线参考线和所述连接航线连接形成一条航线，以生成所述无人飞行器的作业航线。

26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的执行主体为能够与无人飞行器通信的设备，所述方法还包括：

将所述无人飞行器的作业航线发送给所述无人飞行器，以使得所述无人飞行器按照所述作业航线进行作业。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述能够与无人飞行器通信的设备包括以下至少一种：所述无人飞行器的服务器、所述无人飞行器的控制设备。

28.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的执行主体为无人飞行器，所述方法还包括：

按照所述作业航线进行作业。

29.根据权利要求26或28所述的方法，其特征在于，所述无人飞行器的作业包括以下中的一种或多种：

喷洒、播种、测绘、巡线。

30.一种无人飞行器的航线规划装置，其特征在于，所述装置包括：

存储装置，用于存储程序指令；以及

获取所述目标区域内的禁飞区的位置信息；

31.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述航线规划信息包括：多条所述航线参考线之间的位置关系和所述航线参考线的方向。

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，多条所述航线参考线大致平行。

33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，所述位置关系包括：相邻两条所述航线参考线之间的间距。

34.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述子区域包括凸多边形、圆形、椭圆形中的至少一种。

35.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述禁飞区的位置信息包括：所述禁飞区的边界位置信息。

36.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述禁飞区包括以下至少一种：预设的禁飞区、所述目标区域中的障碍物所在区域、所述目标区域中面积大于预设面积阈值的非作业区域。

37.根据权利要求30或35或36所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在获取所述目标区域内的禁飞区的位置信息时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

38.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据多个所述子区域的航线参考线，确定多个所述子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

39.根据权利要求38所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据所述交点的位置信息，确定多个所述子区域的作业顺序时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

确定多个所述子区域中所述无人飞行器的起始作业区域；

40.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在确定多个所述子区域中所述无人飞行器的起始作业区域时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

获取所述无人飞行器的当前位置信息；

41.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在确定多个所述子区域中所述无人飞行器的起始作业区域时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

42.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据所述起始作业区域的交点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定所述除起始作业区域外的子区域的作业顺序时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

确定所述起始作业区域的航线的起点；

43.根据权利要求42所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据所述起始作业区域的终点的位置信息以及除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息，确定所述除起始作业区域外的子区域的作业顺序时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

44.根据权利要求43所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在将所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域中的一个确定为所述当前子区域的下一作业子区域时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

45.根据权利要求43所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在将所述未确定作业顺序的子区域中与所述当前子区域相邻的子区域的一个确定为所述当前子区域的下一作业子区域时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

将距离最小的交点所在的子区域确定为所述下一作业区域。

46.根据权利要求39所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据所述交点的位置信息以及多个所述子区域的作业顺序，确定作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

确定所述起始作业区域的航线的起点；

47.根据权利要求46所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据所述起始作业区域的终点的位置信息、除起始作业区域外的子区域的交点的位置信息以及多个所述子区域的作业顺序，确定所述除起始作业区域外的子区域的航线的起点时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

将距离最小的交点确定为所述下一作业区域的航线的起点。

48.根据权利要求46所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据所述除起始作业区域外的子区域的航线的起点和所述除起始作业区域外的子区域的航线参考线，确定所述除起始作业区域外的子区域的航线的终点时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

49.根据权利要求42或46所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在确定所述起始作业区域的航线的起点时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

获取所述无人飞行器的当前位置信息；

50.根据权利要求49所述的装置，其特征在于，所述起始作业区域的航线的起点为所述起始区域的交点中距离所述无人飞行器的当前位置最近的交点。

51.根据权利要求42或46所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在确定所述起始作业区域的起点时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

52.根据权利要求42或46所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据所述起始作业区域的航线的起点和所述起始作业区域的航线参考线，确定所述起始作业区域的航线的终点时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

53.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据多个所述子区域的航线参考线，确定多个所述子区域的作业顺序以及作业顺序相邻的两个子区域之间的连接航线之后，根据所述子区域的航线参考线、多个所述子区域的作业顺序以及所述连接航线，确定所述无人飞行器的作业航线之前，单独地或共同地还被配置成用于实施如下操作：

54.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述一个或多个处理器在根据所述子区域的航线参考线、多个所述子区域的作业顺序以及所述连接航线，确定所述无人飞行器的作业航线时，单独地或共同地进一步被配置成用于实施如下操作：

55.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述无人飞行器的航线规划装置为能够与无人飞行器通信的设备，所述一个或多个处理器单独地或共同地还被配置成用于实施如下操作：

56.根据权利要求55所述的装置，其特征在于，所述能够与无人飞行器通信的设备包括以下至少一种：所述无人飞行器的服务器、所述无人飞行器的控制设备。

57.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述无人飞行器的航线规划装置为无人飞行器，所述一个或多个处理器单独地或共同地还被配置成用于实施如下操作：

按照所述作业航线进行作业。

58.根据权利要求55或57所述的装置，其特征在于，所述无人飞行器的作业包括以下中的一种或多种：

喷洒、播种、测绘、巡线。