平地路径范围确定方法、平地路径规划方法及相关装置

技术领域

本发明涉及土地平整技术领域，具体而言，涉及一种平地路径范围确定方法、平地路径规划方法及相关装置。

背景技术

土地平整是土地开发管理和农田水资源管理的重要环节，往往需要机械设备将倾斜、高低不平的地面平整成为水平或带有一定坡度的地面，土地平整的主要目的是为了便于耕作、播种、灌溉、排水、施肥、打药及收获等作业，能够促进土地的集约利用和规模经营；能够方便机械化耕作，改善农业生产条件，加快农业的现代化进程。

目前，用户驾驶平地机进行平地工作时，往往只能根据观察在估测需要作业的区域，该估测出来的区域是一个固定的区域，平地设备只能在固定的区域内进行平地作业，当估测的平地范围不合理时，容易出现漏平、重平的情况，达不到预期的平整效果。

因此，如何合理的调整规划路径区域，提高土地平整效率是需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种平地路径范围确定方法、平地路径规划方法及相关装置，本发明可以实时调整平地路径范围，避免出现漏平或重平的现象，提高了平地效率。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种平地路径范围确定方法，所述方法包括：在当前作业范围的地块平整度满足设定条件时，更新所述当前作业范围，以获得地块平整度不满足所述设定条件的目标作业范围；其中，所述设定条件为所述当前作业范围的所述地块平整度小于或等于目标作业地块的期望平整度；所述当前作业范围和所述目标作业范围均位于所述目标作业地块中。

第二方面，本发明提供一种平地路径规划方法，所述方法包括：根据目标作业地块的地块平整度确定目标作业范围；所述目标作业范围的地块平整度不满足设定条件；其中，所述设定条件为所述目标作业范围的地块平整度小于或等于所述目标作业地块的期望平整度；确定所述目标作业范围内的目标平地路径，所述目标平地路径用于引导平整设备在所述目标作业范围内进行平整作业。

第三方面，本发明提供一种平地路径范围确定装置，包括：更新模块，用于在当前作业范围的地块平整度满足设定条件时，更新所述当前作业范围，以获得地块平整度不满足所述设定条件的目标作业范围；其中，所述设定条件为所述当前作业范围的所述地块平整度小于或等于目标作业地块的期望平整度；所述当前作业范围和所述目标作业范围均位于所述目标作业地块中。

第四方面，本发明提供一种平地路径规划装置，包括：确定模块，用于根据目标作业地块的地块平整度确定目标作业范围；所述目标作业范围的地块平整度不满足设定条件；其中，所述设定条件为所述目标作业范围的地块平整度小于或等于所述目标作业地块的期望平整度；确定所述目标作业范围内的目标平地路径，所述目标平地路径用于引导平整设备在所述目标作业范围内进行平整作业。

第五方面，本发明提供一种处理设备，包括一个或多个处理器；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时，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的平地路径范围确定方法或如第二方面所述的平地路径规划方法。

第六方面，本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的平地路径范围确定方法或如第二方面所述的平地路径规划方法。

与现有技术相比，本发明上述任一技术方案至少可以达到以下技术效果：

本发明通过对地块平整度满足设定条件，即满足平整度要求的当前作业范围进行更新，以使得更新得到的目标作业范围的地块平整度不满足平整度要求，相对于相关技术中控制平地设备在一个固定范围内的区域进行重复平整作业的方式，可以解决平地设备因在固定范围内重复平整作业而容易出现重平、且因其他区域未被平整而容易出现漏平的问题，进而可以避免平地设备发生无用作业和遗漏作业。此外，从本发明上述任一方案的记载可知，只要在可以更新得到目标作业范围时，才需要平地设备对目标作业范围进行平整，由此，在不可以更新得到目标作业范围时，可以理解为整个目标作业地块的地块平整度已满足要求而无需平整，则平地设备无需进行平地作业，因此，本发明还可以避免控制平地设备进入已满足地块平整度要求的地块的无用操作，有利于提高农事作业的效率。

本发明实施例的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种平地路径范围确定方法的示意性流程图；

图2为图1中S104的一种实现方式；

图3为图2中S104-1的一种实现方式；

图4为本发明实施例提供的另一种平地路径范围确定方法的示意性流程图；

图5A为本发明实施其提供的一种扇形的当前作业范围的示意图；

图5B为本发明实施其提供的一种圆形的当前作业范围的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种平地路径规划方法的示意性流程图；

图7为图6中S202的一种实现方式；

图8为图7中S202-1的一种实现方式；

图9为本发明实施例提供的生成候选路径的场景示意图；

图10为本发明实施例提供的一种圆弧候选路径的示意图；

图11为图7中S202-2的一种实现方式；

图12为本发明实施例提供的一种处理候选路径的示意图；

图13为本发明实施例提供的一种平地路径范围确定装置的功能模块图；

图14为本发明实施例提供的一种平地路径规划装置的功能模块图；

图15为本发明实施例提供的一种处理设备的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

农田土地平整的主要目的是为了便于耕作、播种、灌溉、排水、施肥、打药及收获等作业，通过平整使得农田土地更适宜耕种，可改善农田表面的地形状况，提高农田灌溉效率与灌水均匀度，达到节水增产的效果，以往的平地过程中，平地作业者在驾驶平地设备进行平地工作之前，往往只能通过观察估测作业地块需要进行平整的区域，然后在估测出来的区域规划平地路径，平地设备按照规划的路径开始在估测的固定范围区域内进行平地作业。

发明人在研究中发现上述方式存在以下缺陷：一方面，平地作业者往往会因为缺乏经验，使得估测的固定范围区域的地块平整度可能已经达到平整要求，但平地作业者依然在固定的范围内执行平整作业，出现重平现象，另一方面，在固定范围以外的区域存在待平整区域，但平地作业者只在固定的范围内执行平整作业，出现漏平现象，因此，现有技术由于存在重平或漏平的问题，使得平地设备在作业过程中可能一直处于做无用功的状态，降低了平地效率。

为了解决上述技术问题，发明人经过研究，提出了一种平地路径范围确定方法，该方法可以对平地设备的当前作业范围实时进行调整，在当前作业范围的地块平整度满足设定条件时，表明在初始范围不需要进行平整，降低了重平的风险，此时扩大当前作业范围，以使最终的调整后的范围的地块平整度不满足设定条件，则认为调整后的当前作业范围内包含有待平整区域，将此时的当前作业范围作为目标作业范围，对目标作业范围进行平整作业时即可对该待平整区域进行平整，降低了漏平的风险，特别地，在调整的过程中如果当前作业范围的地块平整度一直地块平整度满足设定条件，则表明对整个目标作业地块不需进行平整，可以避免控制平地设备进入已满足地块平整度要求的地块的无用操作，有利于提高农事作业的效率地块平整度。

基于上述描述，为了方便理解本发明实施例提供的平地路径范围确定方法的实现过程，请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种平地路径范围确定方法的示意性流程图，其中包括：

S104、在当前作业范围的地块平整度满足设定条件时，更新当前作业范围，以获得地块平整度不满足设定条件的目标作业范围。其中，该设定条件为当前作业范围的地块平整度小于或等于目标作业地块的期望平整度。

在本发明实施例中，上述的地块平整度表征目标作业地块高低不平的程度，反映了目标作业地块地表的起伏变化，是优化和估测农田土地耕种质量的指标。为了实现土地平整效果，不同地块对地块平整度的要求不同，对此可以理解为，不同作业需求的地块的期望平整度可以不同。例如，需要进行灌溉的农田的地块平整度至少要达到3厘米,即土地的高低差不能超过3厘米；一些种植农作物的粗糙农地的地块平整度达到5厘米即可，由此可知，期望平整度可以依据作业需求设定得到，也可以根据实验设定得到。

另外，目标作业地块的平整度可以通过对无人机测绘的图像进行处理得到，也可以通过相关技术中能实现地形地块平整度获取的其他方式得到，本发明实施例对此不进行限定。

在本发明实施例中，上述的目标作业范围是在当前作业范围更新的过程中获得的包含了目标作业地块中至少一块待平整区域的范围，确定的目标作业范围可以用于规划平地路径；平地路径用于引导平地设备对目标作业范围内的待平整区域进行平整。

可以理解的是，当目标作业范围的地块平整度不满足设定条件，即目标作业范围的地块平整度大于期望平整度，表征目标作业范围内的中包含了待平整的区域，使得目标作业范围的地块平整度变差，此时说明扩大后的当前作业范围内的土地需要进行平整。

需要说明的是，本发明实施例中，所述目标作业范围为未超出所述目标作业地块的范围，可以理解为，所述当前作业范围和所述目标作业范围均位于所述目标作业地块中。

由此，本发明为了降低对目标作业地块重平或漏平的风险，提高平地效率，首先根据目标作业地块的地块平整度对当前作业范围实时进行调整，在当前作业范围的地块平整度满足设定条件，表明在当前作业范围不需要进行平整，降低了重平的风险，此时扩大当前作业范围，以使调整后的范围的地块平整度不满足设定条件，则认为调整后的当前作业范围内包含有待平整区域，将此时的当前作业范围作为目标作业范围，对目标作业范围进行平整作业时即可对该待平整区域进行平整，降低了漏平的风险，特别地，在调整的过程中如果当前作业范围的地块平整度一直满足设定条件，则表明对整个目标作业地块不需进行平整，可以避免控制平地设备进入已满足地块平整度要求的地块的无用操作，有利于提高农事作业的效率地块平整度。

可选地，基于上述描述可知，通过评估地块平整度可以确定出合理的目标作业范围，在目标作业范围内进行路径规划能够完成所需的待平整区域的土地平整，因此，为了提高获得目标作业范围的准确度，使得确定的目标作业范围更加合理，下面给出一种根据地块平整度确定目标作业范围的实现方式，参见图2，图2为图1中S104的一种实现方式，S104还可以包括以下几个子步骤：

S104-1、根据当前作业范围的地块高程信息和当前作业范围所在的目标作业地块的平均高度值，确定当前作业范围的地块平整度。

在本申请实施例中，地块平整度表征的是指目标作业地块高低不平的程度，反映了目标作业地块地表的高低差，因此可以根据当前作业范围的高程信息来确定当前作业范围的地块平整度。

可以理解的是，当前作业范围对应的高程信息可以通过全球定位技术GPS(GlobalPositioningSystem，简称GPS)技术、数字地表模型DSM(DigitalSurfaceModel，简称DSM)技术等任意一种技术得到，此处不作限定。

需要说明的是，在得到当前作业范围对应的高程信息的过程中，可以将当前作业范围所在的目标作业地块对应的高程信息记录下来，对此可以理解为：可以先通过GPS技术、DSM技术或其他相关技术获取整个目标作业地块的高程信息，然后再基于平地设备的当前位置和转弯半径从目标作业地块中确定出当前作业范围，并从目标作业地块的高程信息中获取已经确定得到的当前作业范围对应的高程信息。

这样一来，在后续对当前作业范围扩大的过程中，可以从目标作业地块的高程信息中得到扩大部分的区域对应的高程信息，方便后续对扩大后的当前作业范围的地块平整度的计算操作。

S104-2、当确定的当前作业范围的地块平整度满足设定条件时，对当前作业范围进行扩大，直至扩大所得的目标作业范围的地块平整度不满足设定条件；或者，当确定的当前作业范围的地块平整度满足设定条件时，对当前作业范围进行平移，直至平移所得的目标作业范围的地块平整度不满足设定条件。

在一种可能的场景中，当前作业范围的地块平整度小于或等于期望平整度时，表征当前作业范围的土地已经不需要在进行平整了，可以继续扩大当前作业范围，当扩大后的当前作业范围对应的地块平整度大于期望平整度，表征扩大后的当前作业范围将地块中待平整的区域包含在内，使得扩大后的当前作业范围的地块平整度变差，即大于期望平整度，此时说明扩大后的当前作业范围内的土地需要进行平整，因此，可以在扩大后的当前作业范围(即得到的目标作业范围)内规划路径，并对待平整区域进行平整，使得平地作业达到预期的作业效果。

在另一种可能的场景中，当前作业范围的地块平整度小于或等于期望平整度时，为了获得目标作业范围，可以对当前作业范围进行平移，直至平移所得的目标作业范围的地块平整度不满足设定条件。在一种可能的实现方式下：可以以当前作业范围为中心点，划分成多个扇形区域，之后沿半径向外延伸的方向，平移预设距离，直至平移所得的目标作业范围的地块平整度不满足设定条件。

需要说明的是，另外，如果扩大后的当前作业范围超出目标作业地块时，扩大后的当前作业范围的地块平整度仍满足设定条件，则表明对整个目标作业地块不需进行平整，可以避免平地设备对已经满足地块平整度要求的地进行无用作业。

可选地，为了提高获得的地块平整度的准确度，使得根据地块平整度确定的目标作业范围更加合理，下面给出一种根据高程信息获取地块平整度的可能的实现方式，参见图3，图3为本发明实施例提供的一种步骤S104-1的实现方式的示意性流程图，即S104-1还可以包括以下几个子步骤：

S104-1-1、获取当前作业范围内多个采样位置的高程值。

在本发明实施例中，为了能够获得当前作业范围对应的多个采样位置的高程值，可以对当前作业范围进行预处理，例如，为了方便且较为准确地评价整个作业地块的地块平整度，可以预先获取包含当前作业范围的最小外围区域，然后在最小外围区域内随机确定多个测量位置并获得这多个测量位置的高程值，上述的最小外围区域可以是当前作业范围的外接四边形、外接弧形等任意一种，优选地，在实际的应用中，可采用最小外接矩形来确定最小外接区域，可以优化整个计算过程，节省计算时间。

可以理解的是，由于初始区域的最小外围区域内除了包含当前作业范围内的地块平整度外，还包含部分在当前作业范围外的地块平整度，因此，在进行当前作业范围调整时，能够充分考虑到目标作业地块的其他区域的地块平整度情况，使得初始区域在扩大的过程中能够逐渐包含待平整区域，进而使得确定的目标作业范围更加合理。

S104-1-2、根据多个采样位置的高程值和目标作业地块的平均高度值确定地块平整度。

例如，假设随机获取了M个测量位置，测量得到这M个测量位置对应的高程值为可以表示为h

最差地块平整度的计算公式可以如下关系式所示：

其中，M表征的是测量位置的个数，MH表征的是最差地块平整度或者是平均地块平整度，h

通过上述过程可以准确获得当前作业范围的地块平整度，进而可以根据地块平整度调整当前作业范围，使得调整后的目标作业范围对应地块平整度逐渐大于目标作业地块的期望平整度，包含目标作业地块中待平整的区域，平地设备进而可以在目标作业范围内完成待平整区域的平整作业，使得目标作业地块满足期望平整度要求。

可选地，在一些可能的实施例中，上述实施例中的当前作业范围可以为平地设备在当次作业中开始作业时的初始作业范围，或者为平地设备在当次作业中的初始作业范围经过更新处理后的目标作业范围，其中，当前作业范围的形状可以为多边形、圆形或扇形，为了能够使用统一的更新规则实现对当前作业范围进调整，可以根据当前作业范围的形状确定用来度量当前作业范围的范围参数，下面在所述当前作业范围为所述初始作业范围时，给出一种可能的确定当前作业范围的范围参数的实现方式，可以理解为给出了一种获取初始作业范围的方式，参见图4，图4为本发明实施例提供的另一种平地路径范围确定方法的示意性流程图，该方法还可以包括：

S101、根据平地设备的当前位置和平地设备的转弯半径确定当前作业范围的范围参数。

其中，在当前作业范围的形状为多边形，该范围参数包括最小长度和最小宽度，或者该范围参数包括初始作业范围的最小内切圆半径；最小长度和作业最小宽度均大于或等于平地设备的转弯直径，最小内切圆半径大于或等于平地设备的转弯直径。

在当前作业范围的形状为圆形或扇形，范围参数包括半径，该半径大于或等于平地设备的转弯直径。

由此，通过所述步骤S101，可以不依赖于用户的操作，直接基于平地设备的当前位置、转弯半径去确定初始作业范围，以使得到的初始作业范围能满足平地设备灵活折行的需求。

在一些实施例中，所述初始作业范围可以是平地工作者根据实际的作业场景，在规划平地路径之前，在目标作业地块中随机估测的一个当前作业范围，但是，由于某些平地工作者有可能不了解所述初始作业范围与平地设备的设备参数之间的关系，从而导致估测出来的初始作业范围过小，不能满足平地设备灵活折行的需求，因此，为至少解决这一技术问题，在一些实施例中，执行本发明实施例平地路径范围确定方法的计算设备还可以基于平地设备的设备参数对平地作业者所估测出来的初始作业范围进行自动调整，其中，所述设备参数可以包括但不限于：平地设备的当前位置和平地设备的转弯半径；相应地，基于平地设备的设备参数对平地作业者所估测出来的初始作业范围进行自动调整的步骤，可以包括：根据平地设备的转弯半径、或当前位置和转弯半径调整初始作业范围，以使最终得到的初始作业范围能满足平地设备灵活折行的需求。

由上述可知，通过人为估测得到的初始作业范围有可能不能满足平地设备灵活折行的需求，因此，为实现首次确定得到的初始作业范围就能够满足平地设备灵活折行的需求，在本发明实施例中，通过所述步骤S101，初始作业范围可以不由平地工作者进行确定，而是由执行本发明实施例平地路径范围确定方法的计算设备自动确定，无需依赖人为操作，避免人工估测引起的初始作业范围确定不准确，无法满足平地设备灵活作业的现象发生。

在一些可能的实施例中，平地设备在目标作业地块作业时，往往期望能够灵活折返以完成整个地块的平整，因此，为则了能够在当前作业范围中规划出可以满足平地设备灵活折行的路径，对于形状为多边形的当前作业范围，其最小宽度和最小长度均可以设置为大于或等于平地设备的最小转弯直径；而对于形状为圆形或扇形的当前作业范围，其范围参数可以为半径，且为了保证平地设备在扇形或者圆形范围内能够灵活折返，该半径可以设置为大于或等于平地设备的最小转弯直径，假设平地设备最小转弯半径估值为TR，则半径r≥2TR。此外，对于形状为扇形的当前作业范围，当前作业范围的范围参数还可以包括圆心角度，一般而言，圆心角度可以是小于或等于360度正整数。

需要说明的是，上述中的转弯半径可以是平地设备的最小转弯半径。

可选地，在实际的平地场景中，可以根据不同平地设备的工作性质规划不同形状的当前作业范围。下面结合实际作业场景，介绍两种场景的当前作业范围调整方案。

场景一

请参见图5A，图5A为本发明实施例提供的一种扇形的当前作业范围的示意图，在当前作业范围的形状为扇形时，作业范围的范围参数处除了包含上述半径外，还包括圆心角；该圆心角为小于360度的正整数，基于此，下面给出一种通过扩大当前作业范围以实现更新得到目标作业范围的方式，即步骤S104-2的一种可能的方式为：

S104-2a、按照预设规则对当前作业范围的半径和圆心角进行扩大。

在本发明实施例中，上述的预设规则可以是加法规则、乘法规则、指数规则中的其中一种或至少两种的组合。下面分别以在加法规则、乘法规则、指数规则中择一应用为示例，介绍对扇形作业范围的调整方式。

例如，设扇形的当前作业范围的圆心角度为θ(0<θ<2π)，半径长度为r，期望平整度为H

加法规则：设Δr为半径增量值，Δr>0，Δr大于或等于平地设备的铲的宽度，扇形的当前作业范围的半径可以按照如下关系式进行扩大：

乘法规则：设l为半径增量值，l>1，扇形的当前作业范围的半径可以按照如下关系式进行扩大：

指数规则：设s为半径增量值，s>1，扇形的当前作业范围的半径长度可以按照如下关系式进行扩大：

在扩大半径的同时，圆心角度也可以适当增大，例如可以按照如下关系式扩大角度，其中θ

当扇形的当前作业范围的半径长度不再变化时，则可根据确定后的半径长度和圆心角度确定目标作业范围。其中，扇形的当前作业范围的半径不再发生变化的状态可以由以下事件触发：扩大后的扇形的当前作业范围对应的地块平整度大于期望平整度，此时表明扩大后的当前作业范围内的地块平整度变差，范围内部包含待平整区域，因此，此时可以触发扇形的当前作业范围的半径不再发生变化。

场景二

请参见图5B，图5B为本发明实施例提供的一种圆形的当前作业范围的示意图，在当前作业范围的形状为圆形时，当前作业范围的范围参数包含半径；基于此，下面给出一种扩大当前作业范围的实现方式，即步骤S104-2的另一种可能的方式为：

S104-2b、按照预设规则对当前作业范围的半径进行扩大。

当当前作业范围为圆形时，可知圆心角度为固定值θ(θ＝2π)，此时可以按照场景二中的加法规则或者乘法规则或者指数规则扩大半径，此时无需对圆心角度进行调整，当圆形当前作业范围的半径长度不再变化时，则可根据确定后的半径长度和圆心角度确定目标作业范围。其中，圆形当前作业范围的半径长度不再发生变化的状态可以由以下事件触发：扩大后的圆形的当前作业范围对应的地块平整度大于期望平整度。

需要说明的是，上述的加法规则、乘法规则以及指数规则仅仅是本发明实施例用来进行示例的实现方式，其主要作用是用来调整半径长度，使得调整后的半径长度对应的当前作业范围的地块平整度大于目标作业地块的期望平整度，以获得一个可以让平地设备进行平地作业的目标作业范围。

通过上述描述可知，本发明可以实时调整平地路径范围，使得获得的范围区域内包含至少一块待平整区域，如此一来，平地工作者在实时调整后的范围内进行路径规划后，平地设备可以按照规划的路径对待平整区域进行平整，降低了漏平或者重平的风险，避免平地设备在不需要进行平整的区域内做无用功，同时能够避免出现重平或漏平的现象，提高了平地作业效率。

基于上述实施例可知，基于本发明实施例提供的平地路径范围确定方法可以确定出不满足设定条件的目标作业范围，基于此，在确定好的目标作业范围内规划平地路径，可以降低重平或漏平的风险。因此，本发明实施例基于确定的目标作业范围，提供了一种平地路径规划方法，用以提高平地效率，保证平地铲不空载、满载，降低平地设备的能耗，实现精准平地的目的。

请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种平地路径规划方法的示意性流程图，其中包括：

S201、根据目标作业地块的地块平整度确定目标作业范围。

在本发明实施例中，上述的目标作业范围可以为包含有目标作业地块中至少一待平整区域的范围，目标作业范围的地块平整度不满足设定条件；该设定条件为目标作业范围的地块平整度小于或等于目标作业地块的期望平整度。

S202、确定目标作业范围内的目标平地路径，该平地路径用于引导平整设备在目标作业范围内进行平整作业。

本发明提供的路径规划方法在目标作业地块中确定一个包含待平整区域的目标作业范围，进而在该目标作业范围内根据平地设备的作业信息和目标作业地块的平均高度值作为确定目标平地路径的参考指标确定目标平地路径。这样可以降低漏平或重平的风险。

可选地，在一些可能的实施方式中，上述的目标作业范围可以通过本发明上述任一实施例提供的一种平地路径范围确定方法获得，能够降低重平或漏平的风险，避免平地设备在不需要进行平整的范围区域内做无用功，提高平地作业效率。

可选地，在规划路径的过程，由于用户预先并不知道待平整区域所在位置，因此需要多次往返运动才能将待平整区域平整，这势必会降低平地效率，同时，在平地过程中，由于平地作业者无法预知每次作业过程中平地铲的载土量，因此需要不断调头查看平地铲的铲土量来防止平地铲出现长时间超载或空载，增加了劳作强度和成本。因此，为了解决上述技术问题，下面给出一种确定目标平地路径的实现方式，参见图7，图7为本发明实施例提供的步骤S202的实现方式的示意性流程图，即步骤S202可以包括：

S202-1、在目标作业范围内，根据平地设备的当前位置和当前方向生成多条候选路径。

可以理解的是，候选路径的路径方向和平地设备的当前方向一致。

在一些目标作业范围的形状为扇形或圆形的实施例中，目标作业范围的范围参数可以包括半径长度和圆心角度，则生成候选路径的方式可以是：以平地设备的当前位置为路径起点，以半径长度为路径长度确定多个路径终点，路径起点和任一路径终点之间的路径可以为候选路径；生成候选路径的方式还可以是，以平地设备的当前位置为路径起点，将目标作业范围的圆心角度均分，在每一个均分后的角度对应的区域内随机获得采样点，使得采样点位置与当前位置之间的间距为半径长度；另外，还可以根据实际需求以其他方式生成候选路径，此处不再赘述。

在本发明实施中，生成的候选路径可以用圆弧来描述，也可以用约束转弯半径的B样条曲线(B-splinecurve)来描述，B样条曲线是指在数学的子学科数值分析里的一种特殊的表示形式，能够准确描述候选路径中各个点的位置。

S202-2、根据目标作业地块的平均高度值和平地设备的载荷信息计算多条候选路径各自对应的工作效率。

在一些可能的实施例中，平地设备的载荷信息指的是平地设备作业时，平地铲内的挖填土方量，平地设备的载荷信息可以包括平地铲的理论承载土方量和实际承载土方量。平地设备按照不同候选路径进行移动时可能会对其中的一个或多个待平整区域进行平整，使得候选路径对应的地块的高程发生改变，因此，候选路径上的高程变化量越大，表征平地设备所需进行的平整工作越多，这样也可以在一定程度上表明平地设备按照该条候选路径移动时的工作效率较高。

上述过程可以这样理解：在一个例子中，如果平地设备的当前作业位置的高程值比平均高度值大，表明该当前作业位置需要进行平整，需要将当前作业位置的土挖进平地铲内，以使当前位置的高程值与平均高度值近似一致，在将土挖进平地铲之前，还需要考虑平地铲的承载能力，因此，可以计算平地铲内当前承载的土方量和平地铲理论承载量之间的差值，如果该差值大于或等于当前作业位置需要被挖出的土方量，则可以将当前作业位置的全部需要挖出的土挖进平地铲内，如果该差值小于当前作业位置需要被挖出的土方量，那么就在当前作业位置挖出与该差值一致的土方量。可以理解为，在当前作业位置需要填土的情形中，判断平地铲当前实际承载的土方量是否足够填当前作业位置，以使当前作业位置的高程值与平均高度值一致，做法是：计算出当前作业位置需要被填充的土方量，如果需要被填充的土方量大于或等于平地铲当前实际承载的土方量，就将当前实际承载的土方量全部填在当前作业位置，如果需要被填充的土方量小于平地铲当前实际承载的土方量，就将当前实际承载的土方量中与需要被填充的土方量一致的部分填在当前作业位置，上述方式一方面能够保证平地铲不空载、满载，降低平地设备的能耗，另一方面，平地设备能够根据当前位置的高程信息确定平整方式，实现精准平地的目的。

S202-3、基于多条候选路径各自对应的工作效率确定目标平地路径。

在本发明实施例中，上述的工作效率表征平地设备按照候选路径移动时的高程变化量；当平地设备从候选路径的起点移动到平地设备的终点时，地形的高程变化量不同，高程变化量越大，表征平地设备所做的平整工作越多，平整的区域越多，同时能够说明平地设备按照该条候选路径移动时的工作效率越高。

可选地，基于上述描述可知，可以通过不同的实现方式生成候选路径，为此，下面给出一种可能的实现方式，参见图8，图8为本发明实施例提供的步骤S202-1的实现方式的示意性流程图，即步骤S202-1的一种可能的实现方式可以如下：

S202-1-1、获取目标作业范围的多个边界点的位置。

在本发明实施例中，为了能够获得相对完整的平地路径，任意一个边界位置与平地设备的当前位置之间的直线间距等于目标作业范围的长度，如此一来，边界点相当位于目标作业范围中与平地设备当前位置相距较远的边界上，这样还可以方便计算边界点的位置；由于平地设备的平地铲具有一定的宽度值，因此，为了防止生成的候选路径过于密集而导致平地铲的工作区域交叠，本发明实施例中的任意相邻两个边界点位置之间的间距可以大于或等于平地设备的平地铲宽度，以防止出现候选路径过于密集的现象，其中可以等间距获取边界点，也可以不等间距获得边界点，此处不作限定。

S202-1-2、根据平地设备的当前位置和多个边界点的位置生成多条候选路径。

为了方便理解上述确定目标路径的过程，下面以目标作业范围为扇形为例进行详细描述上述生成候选路径的过程。

首先参见图9，图9为本发明实施例提供的生成候选路径的场景示意图，其中，为了方便描述，本发明实施例给定扇形圆心角度θ的大小为0<θ<π，扇形半径大小为r，其中，r≥2TR>0，TR为平地机的最小转弯半径；获取采样点的方式可以等间距获取，也可以不等间距获取，此处不作限定，但需要保证各个采样点之间的最小间距为间距阈值Δs，其中，为了防止生成的候选路径过于密集，Δs一般为平地机铲的宽度值。TR为平地机的最小转弯半径。

继续参见图9，用户获得各个边界点之后，可以根据扇形的半径长度、圆心角度以及扇形几何关系计算各个采样点的位置，假设存在n个边界点，相邻两个边界点之间的间距Δs

第一步、计算相邻的边界点之间的对应圆弧角度，根据初等几何知识可得：

其中，Δs

第二步、设第i个边界点的位置为(x

其中，(x

通过上述过程获得各个边界点的位置信息之后，即可以以平地设备的当前位置为路径起点，以边界点为路径终点生成数量与边界点数量一致的候选路径，在本次示例中，下面以图9中的其中一个边界点为例，用圆弧的形式来描述生成的候选路径，参见图10，图10为本发明实施例提供的一种圆弧路径的示意图。

图10表示的是第i条圆弧路径，则根据初等几何知识可得圆弧半径和圆弧角满足如下关系式：

其中，α

通过上述过程可以将每条候选路径以圆弧的形式进行存储，减少计算量和存储量。

可选地，获得目标作业范围内的候选路径之后，即可以通过计算每条候选路径对应的工作效率，进而可以将具有最大工作效率或具有最大效率得分对应的候选路径确定为目标路径，为此，下面给出一种根据目标作业范围内地形的高程信息和平地设备的载荷信息计算多条候选路径对应的工作效率的实现方式，参见图11，图11为本发明实施例提供的步骤S202-2的一实现方式的示意性流程图，步骤S202-2可以包括：

S202-2-1、基于平地铲的长度和宽度确定每条候选路径对应的多个子作业区。

在本发明实施例中，由于平地铲具有一定的长度和宽度，因此，平地设备按照候选路径移动时，会形成一个作业区，当候选路径可能较长，平地设备按照候选路径移动时很难准确地度量工作效率，因此，本申请将每条候选路径对应的作业区划分为多个子作业区，然后分别计算平地设备在各个子作业区内的作业时对应的高程变化量，最后将各个子作业区内的高程变化量叠加在一起作为候选路径对应的工作效率，通过这种划分子作业区的形式可以提高获得工作效率的准确度，进而提升目标平地路径的可信度，为了方便理解，下面给出一种划分子作业区域的实现方式：

第一步、在每条候选路径上以一定的间距随机采样，获得N个离散点，相邻离散点之间的间距越小则获得的高程变化量越精确，进而可以使得确定得到的工作效率也更加精确。其中，N的个数可以根据候选路径的长度确定，此处不作限定。

第二步、以相邻离散点之间的间距为宽，以平地铲的长度为长，确定N-1矩形区域，根据相邻离散点之间的间距和平地铲的长度可以确定矩形区域的面积大小，另外还可以根据GPS技术、DSM技术等任意一种技术获得多每个矩形区域内的平均高度值。

通过上述的过程获得的候选路径对应的多个子作业区域的形式可以如图12所示，参见图12，图12为本发明实施例提供的一种处理候选路径的示意图，获得候选路径的各个子作业区之后，即可计算各个子作业区对应的高程变化量。

S202-2-2、根据目标作业地块的平均高度值、每个子作业区的平均高度值以及载荷信息计算每条候选路径的工作效率。

为了方便理解上述计算候选路径对应的工作效率的过程，请继续参见图9，假设目标作业地块平均高度值为H，平地设备的载荷信息包括铲子满载土方量V

设平地设备工作效率的初始值为0，且平地设备在第i条候选路径的起点位置时，铲内含有V

e

其中，e

在实际的作业场景中，如果第j个子作业区内高程值比平均高度值大，平地铲需要将当前位置的土挖进平地铲内，以使第j个子作业区的高程值降低至与平均高度值近似一致，高程变化量为当前位置的高程值减去平均高度值；如果第j个子作业区内的高程值比平均高度值小，平地铲需要将平地铲内的土填入当前位置，以使第j个子作业区的高程值增大至与平均高度值近似一致，高程变化量为平均高度值减去当前位置的高程值；如果当前位置的高程值与平均高度值一致或近似一致，其中的近似一致可以表示为当前位置的高程值与平均高度值的差值的绝对值小于预设高程阈值，则第j个子作业区不需要平整，高程变化量为零；所述高程阈值可以根据经验或实验获得，在此不赘述。因此，在计算第j个子作业区内的高程变化量时，可以分为以下场景来计算。

场景一

第j个子作业区内的高程值小于平均高度值，即h

其中，|H-h

场景二

第j个子作业区内的高程值大于平均高度值，即h

其中，|H-h

通过上述过程计算平地设备在每条候选路径的各个子作业区内作业时对应的高程变化量，最后将各个子作业区内的高程变化量叠加在一起作为该条候选路径对应的工作效率，通过这种划分子作业区的形式可以提高工作效率的准确度，进而提升目标平地路径的可信度。

可选地，在每次计算完当前子作业区域内的高程变化量之后，为了能够在下一个子作业区内完成高程变化量的估算，还需要计算平地铲内当前的泥土体积，下面针对上述场景一和场景二，给出计算平地铲当前承载的土方量：

场景一：第j个子作业区内的高程值小于获等于平均高度值，即h

场景二：第j个子作业区内的高程值大于或等于平均高度值平均高度值，即h

通过以上方式，对于每个候选路径，累计到最后一个矩形为止，即可得该条候选路径的总的高程变化量，进而获得该条候选路径对应的工作效率。

在一个实施例中，可以直接将具备最大工作效率的候选路径作为目标平地路径。

在另一实施例中，为了能够提高获得的目标平地路径的可信度，还可以将基于各候选路径的工作效率计算得到对应的效率得分，以将具有最高效率得分的候选路径作为目标平地路径，下面给出一种根据高程变化量计算效率得分的实现方式:

步骤1、根据每条所述候选平地路径对应的工作效率确定每条所述候选平地路径对应的效率得分；

步骤2、将效率得分最高时对应的候选平地路径确定为目标平地路径。

在本发明实施例中，可以通过构造得分映射来评估每条路径的效率得分。得分映射可以是恒等映射、均值映射以及加权映射中的一种，例如，假设第i条候选路径的对应的效率得分为E

当映射为恒等映射时，效率得分可以按照如下关系式进行计算：

E

当映射为均值映射时，效率得分可以按照如下关系式进行计算：

其中，E

当映射为加权映射时，效率得分可以按照如下关系式进行计算：

其中，E

为了执行上述平地路径范围确定方法的实施例及各个可能的方式中的相应步骤，以实现相应的技术效果，下面给出一种平地路径范围确定装置的实现方式，参见图13，图13为本发明实施例提供的一种平地路径范围确定装置的功能模块图。

需要说明的是，本实施例所提供的一种平地路径范围确定装置，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分平地路径范围确定装置30包括：更新模块301。

更新模块301，用于在当前作业范围的地块平整度满足设定条件时，更新当前作业范围，以获得地块平整度不满足设定条件的目标作业范围；其中，设定条件为当前作业范围的地块平整度小于或等于目标作业地块的期望平整度。

可以理解的是，更新模块301可以协同执行图1、图2、图3中的各个步骤以实现相应的技术效果。

可选地，平地路径范围确定装置30还可以包括：确定模块，更新模块301和确定模块还可以协同执行图4中的各个步骤以实现相应的技术效果。

还需要说明的是，平地路径范围确定装置30的模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于存储器中或固化于任意一种平地设备的处理器中，并可由该处理器执行本发明实施例提供的任意一种平地路径范围确定方法。

为了执行上述平地路径规划方法的实施例及各个可能的方式中的相应步骤，以实现相应的技术效果，下面给出一种平地路径范围确定装置的实现方式，参见图14，图14为本发明实施例提供的一种平地路径范围确定装置的功能模块图。

需要说明的是，本实施例所提供的一种平地路径规划装置，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该平地路径规划装置40包括：确定模块401。

确定模块401，用于根据目标作业地块的地块平整度确定目标作业范围；目标作业范围的地块平整度不满足设定条件；其中，设定条件为目标作业范围的地块平整度小于或等于目标作业地块的期望平整度；确定目标作业范围内的目标平地路径，平地路径用于引导平整设备在目标作业范围内进行平整作业。

可以理解的是，确定模块401可以协同执行图6、图7、图8、图11以实现相应的技术效果。

需要说明的是，该平地路径规划装置40的模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于存储器中或固化于任意一种平地设备的处理器中，并可由该处理器执行本发明实施例提供的任意一种平地路径范围确定方法。

本发明实施例还提供一种处理设备，包括处理器和存储器，参见图15，图15本发明实施例提供的一种处理设备的结构性框图，该处理设备50包括存储器501、处理器502和通信接口503。该存储器501、处理器502和通信接口503相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。其中，所述处理设备可以是平地设备本身配置有的控制模块，也可以是用于控制平地设备作业的农机自动驾驶仪或其他设备，本发明实施例不限于此。

存储器501可用于存储软件程序及模块，如本发明实施例所提供的平地路径范围确定方法或平地路径规划方法对应的程序指令/模块，处理器502通过执行存储在存储器501内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口503可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。在本发明中该平地设备10可以具有多个通信接口503。

其中，存储器501可以是但不限于，随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)，只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(ElectricErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM)等。

处理器502可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器502可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。存储器501存储有能够被处理器502执行的机器可执行指令以本发明任意平地路径范围确定方法或平地路径规划方法。

本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，例如，当该存储介质可以存储在图15所示的处理器502中，该计算机程序被处理器502执行时实现如前述实施方式中任平地路径范围确定方法或平地路径规划方法，该计算机可读存储介质可以是，但不限于，U盘、移动硬盘、ROM、RAM、PROM、EPROM、EEPROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。