割草机器人的全区域覆盖路径规划方法、装置、终端及介质与流程

本发明涉及割草机器人领域，特别是涉及一种割草机器人的全区域覆盖路径规划方法、装置、终端及介质。

背景技术：

1、室外割草机器人工作在室外复杂多变的环境中。草坪有大有小，并且形状各异，还有各种障碍物，比如花坛，树木，水池等。割草机器人的路径规划算法是其关键环节，目前割草机器人主流的路径规划方法包括随机式、螺旋式，由于随机路径规划算法易实现、成本较低的特点，目前智能割草机大多是采用随机路径规划算法。但是，单一的使用随机覆盖法或内外螺旋式路径规划算法，存在着较低覆盖率以及较高重复率的问题，这种路径规划方式费时费力，效率极低，不能达到智能割草机器人全面有序割草的目的。

2、尤其是面对复杂图形的割草区域的路径规划，现有的规划算法无法全区域覆盖复杂图形，导致覆盖率低且重复率高，大大降低了路径规划效率。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种割草机器人的全区域覆盖路径规划方法、装置、终端及介质，用于解决以上现有技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种割草机器人的全区域覆盖路径规划方法，所述方法包括：设置一或多个目标割草区域的虚拟边界线，以抽象出环境地图；其中，所述虚拟边界线包含多个边界点；对各目标割草区域分别确定弓字长轴方向，并基于对应的弓字长轴方向对各目标割草区域进行旋转；基于旋转后的各目标割草区域的边界点，将一或多个目标割草区域分别分割为一或多个子区域；基于各目标割草区域的弓字长轴方向，对未进行区域分割的各目标割草区域以及进行区域分割的各目标割草区域分别进行路径规划，获得各目标割草区域的弓字路径；基于navfn算法，将各目标割草区域的弓字路径进行衔接，获得环境地图所对应的全区域覆盖路径。

3、于本发明的一实施例中，对各目标割草区域分别确定弓字长轴方向的方式包括：生成各目标割草区域所对应的区域凸包，选择各区域凸包的最长边分别作为各目标割草区域的弓字长轴方向。

4、于本发明的一实施例中，将各目标割草区域旋转至其各自的弓字长轴方向与水平方向平行。

5、于本发明的一实施例中，基于旋转后的各目标割草区域的边界点，将一或多个目标割草区域分别分割为一或多个子区域包括：将各目标割草区域中除第一行以及最后一行的边界点之外的各边界点按其各自所在竖直方向上的竖直值大小按行排列；其中，每一行对应一竖直值；删除各目标割草区域中同一行中重复的边界点，且每一行仅保留有一边界点，以获得对应的边界点行排列；基于每个目标割草区域的边界点行排列，采用水平直线对每个目标割草区域执行区域分割流程，以将一或多个目标割草区域分别区域分割为一或多个子区域。

6、于本发明的一实施例中，所述区域分割流程包括：基于目标割草区域各行所对应的竖直值依次取水平直线，并按照对应的边界点行排列采用各水平直线分别对目标割草区域各行执行扫描与分割流程；其中，所述扫描与分割流程包括：利用当前行的水平直线扫描目标割草区域，计算当前行的水平直线与目标割草区域的交点个数，且同时判断当前行的水平直线与目标割草区域的交点个数是否与上一行的水平直线与目标割草区域的交点个数不同；在交点个数不同时，采用当前行的水平直线对目标割草区域进行分割，且在分割后继续执行下一行的扫描与分割流程；在交点个数相同时，执行下一行的扫描与分割流程。

7、于本发明的一实施例中，基于各目标割草区域的弓字长轴方向，对未进行区域分割的各目标割草区域以及进行区域分割的各目标割草区域分别进行路径规划，获得各目标割草区域的弓字路径包括：基于对应的弓字长轴方向，对未进行区域分割的各目标割草区域分别以及进行区域分割的各目标割草区域分别生成栅格图以及规划弓字路线，获得各目标割草区域的弓字路径。

8、于本发明的一实施例中，对进行区域分割的目标割草区域生成栅格图以及规划弓字路线的方式包括：分别对进行区域分割的目标割草区域的各子区域分别生成栅格图；其中，生成的栅格图的栅格边长为设定弓字间隔的一半；基于目标割草区域的弓字长轴方向，按照设定弓字间隔在各子区域所对应的栅格图依次生成弓字路线，以获得各子区域的弓字路径；基于navfn算法，将各子区域的弓字路径进行衔接，获得对应目标割草区域的弓字路径。

9、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种割草机器人的全区域覆盖路径规划装置，所述装置包括：环境地图抽象模块，用于设置一或多个目标割草区域的虚拟边界线，以抽象出环境地图；其中，所述虚拟边界线包含多个边界点；弓字长轴方向确定模块，连接所述环境地图抽象模块，用于对各目标割草区域分别确定弓字长轴方向，并基于对应的弓字长轴方向对各目标割草区域进行旋转；分区模块，连接所述弓字长轴方向确定模块，用于基于旋转后的各目标割草区域的边界点，将一或多个目标割草区域分别分割为一或多个子区域；路径规划模块，连接所述分区模块，基于各目标割草区域的弓字长轴方向，对未进行区域分割的各目标割草区域以及进行区域分割的各目标割草区域分别进行路径规划，获得各目标割草区域的弓字路径；全区域覆盖路径生成模块，连接所述路径规划模块，用于基于navfn算法，将各目标割草区域的弓字路径进行衔接，获得环境地图所对应的全区域覆盖路径。

10、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种割草机器人的全区域覆盖路径规划终端，包括：一或多个存储器及一或多个处理器；所述一或多个存储器，用于存储计算机程序；所述一或多个处理器，连接所述存储器，用于运行所述计算机程序以执行所述割草机器人的全区域覆盖路径规划方法。

11、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器运行时执行所述割草机器人的全区域覆盖路径规划方法。

12、如上所述，本发明是一种割草机器人的全区域覆盖路径规划方法、装置、终端及介质，具有以下有益效果：本发明通过设置一或多个目标割草区域的虚拟边界线抽象出环境地图，并对各目标割草区域分别确定弓字长轴方向，且旋转各目标割草区域；基于旋转后的各目标割草区域的边界点，将一或多个目标割草区域分别分割为一或多个子区域；基于各目标割草区域的弓字长轴方向对各目标割草区域分别进行路径规划，再基于navfn算法，将各目标割草区域的弓字路径进行衔接，获得环境地图所对应的全区域覆盖路径。本发明可以实现全区域覆盖的路径规划，即使面对复杂图形的割草区域也具有较高的覆盖率，且重复率低，大大增加了割草机器人的路径规划效率。

技术特征：

1.一种割草机器人的全区域覆盖路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1中所述的割草机器人的全区域覆盖路径规划方法，其特征在于，对各目标割草区域分别确定弓字长轴方向的方式包括：

3.根据权利要求2中所述的割草机器人的全区域覆盖路径规划方法，其特征在于，将各目标割草区域旋转至其各自的弓字长轴方向与水平方向平行。

4.根据权利要求3中所述的割草机器人的全区域覆盖路径规划方法，其特征在于，基于旋转后的各目标割草区域的边界点，将一或多个目标割草区域分别分割为一或多个子区域包括：

5.根据权利要求4中所述的割草机器人的全区域覆盖路径规划方法，其特征在于，所述区域分割流程包括：

6.根据权利要求1中所述的割草机器人的全区域覆盖路径规划方法，其特征在于，基于各目标割草区域的弓字长轴方向，对未进行区域分割的各目标割草区域以及进行区域分割的各目标割草区域分别进行路径规划，获得各目标割草区域的弓字路径包括：

7.根据权利要求7中所述的割草机器人的全区域覆盖路径规划方法，其特征在于，对进行区域分割的目标割草区域生成栅格图以及规划弓字路线的方式包括：

8.一种割草机器人的全区域覆盖路径规划装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种割草机器人的全区域覆盖路径规划终端，其特征在于，包括：一或多个存储器及一或多个处理器；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器运行时执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供一种割草机器人的全区域覆盖路径规划方法、装置、终端及介质，通过设置一或多个目标割草区域的虚拟边界线抽象出环境地图，并对各目标割草区域分别确定弓字长轴方向，且旋转各目标割草区域；基于旋转后的各目标割草区域的边界点，将一或多个目标割草区域分别分割为一或多个子区域；基于各目标割草区域的弓字长轴方向对各目标割草区域分别进行路径规划，再基于navfn算法，将各目标割草区域的弓字路径进行衔接，获得环境地图所对应的全区域覆盖路径。本发明可以实现全区域覆盖的路径规划，即使面对复杂图形的割草区域也具有较高的覆盖率，且重复率低，大大增加了割草机器人的路径规划效率。

技术研发人员：候保泽
受保护的技术使用者：深圳华芯信息技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15