地块融合方法、地块融合装置以及机器可读存储介质

摘要

本发明实施方式提供一种地块融合方法、地块融合装置以及机器可读存储介质，属于植保领域。所述地块融合方法包括：获取用户选定的多个子地块；对多个所述子地块进行膨胀以生成每个所述子地块的参考地块，其中相邻的所述子地块的参考地块具有交集区域；根据所述参考地块确定所述子地块之间的结合区域；以及确定所述结合区域和全部的所述子地块的并集为作业地块。通过上述技术方案，可以将多个地块进行融合以形成更大的地块。当地块面积增大时，可以提高植保无人机单程的航线长度，从而减少转向控制频率，提高无人飞行器的飞行速度，避免重复作业，进而提高了作业效率。

说明书

技术领域

本发明涉及植保领域，具体地涉及一种地块融合方法、地块融合装置以及机器可读存储介质。

背景技术

目前，我国大部分地区的农业土地还是以家庭为单位进行经营，土地面积小，分布也比较分散。当使用植保无人机进行植保作业时，由于待作业的地块面积过小(一些地块仅有50平方米左右)，对于喷幅普遍在3米左右的植保无人机而言，会导致重复作业，造成浪费。并且，植保无人机在对小地块作业时，需要频繁进行转向控制，从而导致控制过程复杂、作业效率低。

发明内容

为至少部分解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施方式的目的是提供一种地块融合方法、地块融合装置以及机器可读存储介质。

为了实现上述目的，在本发明实施方式的第一方面，提供一种地块融合方法，所述地块融合方法包括：获取用户选定的多个子地块；对多个所述子地块进行膨胀以生成每个所述子地块的参考地块，其中相邻的所述子地块的参考地块具有交集区域；根据所述参考地块确定所述子地块之间的结合区域；以及确定所述结合区域和全部的所述子地块的并集为作业地块。

可选地，所述根据所述参考地块确定所述子地块之间的结合区域，包括：根据所述参考地块的所述交集区域确定与该交集区域对应的相邻的所述子地块之间的子结合区域；以及确定全部的所述子结合区域的并集为所述结合区域。

可选地，所述交集区域位于与该交集区域对应的相邻的所述子地块之间，所述根据所述参考地块的所述交集区域确定与该交集区域对应的相邻的所述子地块之间的子结合区域，包括：选择相邻的所述子地块中每个所述子地块上最靠近所述交集区域的至少两个顶点作为参考顶点；确定每个所述子地块的参考顶点与另一所述子地块的对应边之间的垂线；以及确定所述垂线与所述子地块的边的合围区域为所述子结合区域。

可选地，所述确定所述垂线与所述子地块的边的合围区域为所述子结合区域，包括：在不重合的所述垂线的数量大于两条的情况下，确定任意两条所述垂线与所述子地块的边的合围区域的面积；以及确定面积最大的所述合围区域为所述子结合区域。

可选地，所述确定所述垂线与所述子地块的边的合围区域为所述子结合区域，包括：在不重合的所述垂线的数量小于两条的情况下，增加所述子地块的参考顶点的数量。

可选地，所述子地块的参考顶点的数量根据所述子地块的形状确定。可选地，所述交集区域和与该交集区域对应的相邻的所述子地块分别相交，所述根据所述参考地块确定所述子地块之间的结合区域包括：将全部的所述参考地块的边向内移动；在所述参考地块的边与任意所述子地块的边至少部分重合的情况下，控制所述参考地块的该条边停止移动；以及在全部所述参考地块的边均停止移动的情况下，确定全部的所述参考地块的并集中位于所述子地块以外的区域为所述结合区域。

可选地，所述交集区域和与该交集区域对应的相邻的所述子地块分别部分相交。

可选地，所述子地块呈凸多边形状且所述参考地块在向内收缩的过程中保持为凸多边形状。

可选地，所述子地块呈多边形状。

可选地，所述子地块为形状相同的多边形。

可选地，所述地块融合方法还包括：将所述结合区域标记为非作业区域，其中作业设备在所述非作业区域不进行作业。

可选地，相邻的所述子地块的至少一条边彼此平行。

在本发明实施方式的第二方面，还提供一种地块融合装置，所述地块融合装置包括：获取模块，被配置为获取用户选定的多个子地块；处理模块，被配置为对多个所述子地块进行膨胀以生成每个所述子地块的参考地块，其中相邻的所述子地块的参考地块具有交集区域；第一确定模块，被配置为根据所述参考地块确定所述子地块之间的结合区域；以及第二确定模块，被配置为确定全部的所述子地块和所述结合区域的并集为作业地块。

在本发明实施方式的第三方面，还提供一种地块融合装置，所述地块融合装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现上述的地块融合方法。

在本发明实施方式的第四方面，还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于在被处理器执行时使得所述处理器能够执行上述的地块融合方法。

通过上述技术方案，可以将多个地块进行融合以形成更大的地块。当地块面积增大时，可以提高植保无人机单程的航线长度，从而减少转向控制频率，提高无人飞行器的飞行速度，避免重复作业，进而提高了作业效率。并且，相对于对小地块分别作业而言，对融合后的大地块进行整体作业，可以避免复杂的变量喷洒控制，从而简化植保无人机的喷洒控制程序。

本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式提供的地块融合方法的流程图；

图2至图6是本发明一种可选实施方式提供的地块融合过程的示意图；

图7是本发明一种可选实施方式提供的地块融合方法的流程图；

图8是本发明另一种可选实施方式提供的地块融合方法的流程图；

图9至图11是本发明另一种可选实施方式提供的地块融合过程的示意图；以及

图12是本发明一种实施方式提供的地块融合装置的框图。

附图标记说明

10 获取模块 20 处理模块

30 第一确定模块 40 第二确定模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明，若本发明实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

图1是本发明一种实施方式提供的地块融合方法的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供了一种地块融合方法，该地块融合方法包括以下步骤：

步骤S11，获取用户选定的多个子地块。

步骤S12，对多个子地块进行膨胀以生成每个子地块的参考地块。其中相邻的子地块的参考地块具有交集区域。

步骤S13，根据子地块的参考地块确定子地块之间的结合区域。

步骤S14，确定结合区域和全部的子地块的并集为作业地块。

可以理解的是，由于植保无人机在对面积较小的地块进行作业时，会造成重复作业，并且需要频繁进行转向控制，使得控制过程复杂、作业效率低。为了解决该问题，可以将多个地块进行融合以形成更大的地块。当地块面积增大时，可以提高植保无人机单程的航线长度，从而减少转向控制频率，提高无人飞行器的飞行速度，避免重复作业，进而提高了作业效率。并且，相对于对小地块分别作业而言，对融合后的大地块进行整体作业，可以避免复杂的变量喷洒控制，从而简化植保无人机的喷洒控制程序。

为此，在植保无人机进行植保作业前，可以先通过测绘无人机等测绘装置对不同位置的待作业的农田进行测绘，以确定多个目标地块，以便于为植保无人机进行航线规划，地块可以是呈多边形状的。当目标地块面积较小时，可以将目标地块作为子地块进行融合，以形成更大的地块。其中，在进行目标地块规划时，可以将目标地块规划为多边形状，例如可以规划为矩形。可以提醒用户在选定子地块时，可以选择形状相同且至少一条边彼此平行的子地块进行融合，以使得融合后的作业地块更加规则，从而便于植保无人机的航线规划，而对于那些选的多个地块之间距离较远的地块，则提醒用户距离过远，不建议融合。

具体地，通过测绘设备确定的目标地块可以传送至用户的手机或手持地面站等设备上。以手机为例，用户可以通过手机上的无人机APP(Application，应用程序)选择需要进行融合的目标地块。无人机APP可以获取用户对多个目标地块的选择操作，并将用户选定的目标地块作为子地块按照预设的膨胀参数进行膨胀，以生成每个子地块在膨胀后形成的参考地块。其中，相邻的子地块的参考地块具有交集区域，即相邻的子地块在膨胀后彼此连接。

随后，可以根据参考地块确定相邻的子地块之间的结合区域，该结合区域用于将不同的子地块进行连接。即可以根据参考地块确定用于连接不同的子地块的区域，并将该区域作为结合区域。在确定结合区域后，可以将结合区域和全部的子地块的并集作为最终的作业地块，从而实现对多个子地块的融合。

在本发明一种可选实施方式中，在确定结合区域时，可以先确定彼此相邻的子地块之间的子结合区域，随后可以将全部的子结合区域作为最终的结合区域。具体地，可以根据相邻的两个子地块的参考地块之间的交集区域确定该相邻的两个子地块之间的子结合区域。在确定全部相邻的子地块之间的子结合区域后，可以将全部的子结合区域的并集作为最终的结合区域。

更具体地，如图2至图6所示，可以根据子地块之间的间隔距离确定膨胀参数，以使得相邻的两个子地块在膨胀后生成的参考地块的交集区域A位于该相邻的两个子地块之间。进而，可以根据相邻的两个子地块之间的交集区域A确定两个子地块之间的子结合区域B，并将全部的子结合区域B的并集作为最终的结合区域，该结合区域和全部的子地块的并集即为对多个子地块进行融合后的作业区域。如此，作业地块仅包括子地块和子地块之间的结合区域，因此作业地块中非作业区域的面积较小，从而在实现子地块融合的同时，也保证了植保无人机的作业效率。

在本发明一种具体实施方式中，如图7所示，在确定相邻的子地块的参考地块之间的交集区域后，可以通过以下步骤确定相邻的子地块之间的子结合区域：

步骤S21，选择相邻的子地块中每个子地块上最靠近交集区域的至少两个顶点作为参考顶点。

步骤S22，确定每个子地块的参考顶点与另一子地块的对应边之间的垂线。

步骤S23，确定相邻的子地块之间的垂线与子地块的边的合围区域为该相邻的子地块之间的子结合区域。

具体地，如图2至图6所示，在获取子地块之间的交集区域A后，可以确定交集区域A两侧的子地块上的顶点距离交集区域A的距离，其中该距离可以为顶点到交集区域A的垂直距离或顶点到交集区域A的几何中心的距离。随后，根据顶点到交集区域A的距离确定每个子地块上距离交集区域A最近的预设数量的顶点为参考顶点，其中该预设数量可以根据子地块的形状确定，并且该预设数量大于或等于两个。例如，当子地块为矩形时，该预设数量可以为两个，当子地块为六边形时，该预设数量可以为三个。在确定每个子地块的参考顶点后，可以由每个子地块上的参考顶点向相对侧的另一子地块的对应边作垂线。其中，相邻的子地块之间的垂线与子地块的边的合围区域即为该相邻的子地块之间的子结合区域。

需要说明的是，在相邻的两个子地块之间不重合的垂线少于两条的情况下，则可以确定该两个子地块之间不存在子结合区域，或者还可以通过增加新的参考顶点来确定新的垂线，以使得相邻的两个子地块之间至少存在两条不重合的垂线。在相邻的两个子地块之间不重合的垂线多于两条的情况下，则计算任意两条垂线与子地块的边的合围区域的面积，并确定面积最大的合围区域为子结合区域，以保证相邻的子地块更充分的融合。

举例来说，如图4和图5所示，以子地块为矩形为例，由于子地块1右侧边的两个顶点距离交集区域A最近，因此可以将子地块1的右侧边的两个顶点作为参考顶点，并分别向子地块2的左侧边作垂线。相应地，由于子地块2的左侧边的两个顶点距离交集区域A最近，因此可以将子地块2的左侧边的两个顶点作为参考顶点，并分别向子地块1的右侧边作垂线。由于子地块1和子地块2之间的垂线两两重合，因此由子地块1的右侧边和子地块2的左侧边以及任意上下两条垂线合围成的区域即为子地块1与子地块2的子结合区域B。在仅对两个子地块进行融合的情况下，该子结合区域B即为结合区域。因此，子地块1、子地块2以及该子结合区域B共同组成植保无人机的作业地块C。在另一个例子中，如图6所示，子地块1右侧边的两个顶点距离交集区域A最近，因此可以将子地块1的右侧边的两个顶点作为参考顶点，并分别向子地块2的左侧边作垂线。子地块2的左侧边的两个顶点距离交集区域A最近，因此可以将子地块2的左侧边的两个顶点作为参考顶点，但左侧边的上侧的参考顶点无法向子地块1的任意边做垂线，因此仅由左侧边的下侧的参考顶点向子地块1的右侧边做垂线。由于下侧两条垂线重合，因此由子地块1的右侧边、子地块2的左侧边的部分以及上下两条垂线合围成的区域即为子地块1与子地块2的子结合区域B，子地块1、子地块2以及该子结合区域B共同组成植保无人机的作业地块。

在本发明另一种可选实施方式中，如图8所示，可以根据子地块的面积和子地块彼此之间的间隔距离确定膨胀参数，以使得相邻的子地块在膨胀后生成的参考地块的交集区域与相邻的子地块分别相交，即交集区域与子地块至少部分重合，进而可以通过以下步骤确定不同的子地块之间的结合区域：

步骤S31，将全部的参考地块的边向内移动。

步骤S32，在参考地块的边与任意子地块的边至少部分重合的情况下，控制参考地块的该条边停止移动。

步骤S33，在全部参考地块的边均停止移动的情况下，确定全部的参考地块的并集中位于子地块以外的区域为结合区域。

具体地，如图9所示，在子地块1～4中，相邻的子地块在膨胀后生成的参考地块彼此相交，从而子地块1～4的参考地块可以融合成一整块区域。随后，可以对该整块区域采用收缩算法进行收缩，以得到最终的作业地块，在最终的作业地块中位于子地块以外的区域即为结合区域。其中，收缩算法即为迭代收缩，即将子地块膨胀后得到的参考地块的每一条边都向内移动，当参考地块的边遇到任意子地块的边(即与子地块的边至少部分重合)时，参考地块的该条边将停止向内移动，参考地块其它未遇到子地块的边的边继续向内移动收缩直至遇到子地块的边，如此依次遍历直到参考地块的所有边均完成内移。如图10和图11所示，由于相邻的子地块的参考地块的交集区域与相邻的子地块分别相交，因此内移后的多个参考地块仍然为一整块区域，因此可以将该多个参考地块的并集作为作业地块C，在该作业地块C中位于子地块以外的区域即为所确定的结合区域。如此，通过对子地块膨胀后生成的参考地块进行收缩，可以同时得到子地块之间的结合区域和融合后的作业地块，从而融合效率更高。

可以理解的是，当参考地块的交集区域与整个子地块相交时，即参考地块的交集区域覆盖对应的子地块的全部区域时，在通过收缩算法收缩后得到的是如图11所示的矩形的作业地块C；而当交集区域与子地块部分相交时，即交集区域覆盖对应的子地块的部分区域时，在通过收缩算法收缩后得到的是如图10所示的作业地块C。相对于矩形的作业地块C，图10所示的作业地块C包括的非作业区域更小，因此可以缩短植保无人机的作业航线，提高植保无人机的作业效率。

进一步地，由于凸多边形的地块更易于规划航线，因此在针对农田规划地块时，可以将农田规划为多个凸多边形状的子地块，并且子地块的参考地块在向内收缩的过程中保持为凸多边形状，避免出现内陷。

在本发明一种可选实施方式中，在得到融合后的作业地块后，可以对作业地块的不同部分进行标记，以区分作业区域和非作业区域。其中，可以将子地块所在区域标记为作业区域，子地块之间的结合区域标记为非作业区域。植保无人机或作业车等作业设备在执行作业任务时，仅在作业区域进行作业，而在非作业区域不进行作业。如此，可以避免避免不必要的作业，减少污染环境。例如在喷洒作业中可以将整个融合后的作业地块当作为一整块地规划往返航线，而在对作业区域进行作业时开启喷头，在结合区域时关闭喷头，从而保证在沿着往返航线作业时转弯少，节约农药，效率高，在实施撒播、耕地、收割等作业时亦适用。

如图12所示，本发明实施方式还提供一种地块融合装置，该地块融合装置可以包括：

获取模块10，被配置为获取用户选定的多个子地块。

处理模块20，被配置为对多个子地块进行膨胀以生成每个子地块的参考地块，其中相邻的子地块的参考地块具有交集区域。

第一确定模块30，被配置为根据参考地块确定子地块之间的结合区域。

第二确定模块40，被配置为确定全部的子地块和结合区域的并集为作业地块。

相应地，本发明实施方式还提供一种地块融合装置，该地块融合装置包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序，以实现上述的地块融合方法。其中，该地块融合装置可以为手机、遥控器或手持地面站等。

另外，本发明实施方式还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于在被处理器执行时使得处理器能够执行上述的地块融合方法。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。