无人机航线的生成方法和装置与流程

本申请涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机航线的生成方法和一种无人机航线的生成装置

背景技术

无人机(unmannedaerialvehicle，简称uav)是一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机的用途广泛，经常被应用于农业植保、测绘以及视频拍摄等领域。

以无人机在农业植保领域的应用为例，无人机在进行农药喷洒等植保作业时，通常是沿着预先生成的航线来实施的。为了保证作业效果，一般要求无人机在农作物上空1～2米处进行喷洒。但是，由于海拔高度的不同，农田并不是水平的，因此需要不断地调整无人机的飞行高度。

目前，主要通过声学雷达(如超声波雷达)和光学雷达(如激光雷达)等方式对农田地形进行探测以调整无人机的飞行高度。但是，声学雷达和光学雷达存在精度低、功耗大、易被干扰等缺陷。一旦声学雷达和光学雷达的反馈不及时，容易发生飞行过程中无人机不能及时调整飞机的飞行高度等状况，从而引发“炸机”等飞行事故。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种无人机航线的生成方法和相应的一种无人机航线的生成装置。

本申请实施例公开了一种无人机航线的生成方法，包括：

生成无人机的作业区域的初始航线；

将所述作业区域划分为二维栅格；

获取所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息；

根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与所述初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息；

依据所述多个目标航点的三维坐标信息，生成所述作业区域的目标航线。

可选地，所述生成无人机的作业区域的初始航线的步骤包括：

获取无人机的作业区域的第一边界的长度值；

依据所述第一边界的长度值和预设的航带间距值，生成所述无人机的初始航线。

可选地，所述根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与所述初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息的步骤包括：

根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息，确定初始航线上的多个航点的二维坐标信息，每个航点的二维坐标信息包括x轴数值和y轴数值；

根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度；将所述点位高度作为z轴数值，或者，将所述点位高度与无人机预设的相对航高之和作为z轴数值；

根据所述x轴数值、y轴数值和z轴数值，确定与多个航点相对应的每个目标航点的三维坐标信息。

可选地，所述根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度的步骤包括：

当任一航点与所述二维栅格中的交叉点重合时，以所述交叉点的点位高度作为所述航点的点位高度。

可选地，所述根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度的步骤包括：

当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别获取所述航点周围预设个数的交叉点的点位高度，以所述预设个数的交叉点的点位高度的平均值作为所述航点的点位高度。

可选地，所述根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度的步骤包括：

当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别确定所述航点周围的交叉点与所述航点之间的距离，以所述距离小于第一预设阈值的交叉点对应的点位高度作为所述航点的点位高度。

可选地，还包括：

当任意两个目标航点的点位高度之差超过第二预设阈值时，分别识别所述任意两个目标航点中的第一目标航点和第二目标航点；

修正所述第一目标航点的三维坐标信息。

可选地，所述修正所述第一目标航点的三维坐标信息的步骤包括：

判断所述第一目标航点的点位高度是否小于所述第二目标航点的点位高度；

若是，则增大所述第一目标航点的点位高度。

可选地，所述增大所述第一目标航点的点位高度的步骤包括：

分别获取所述第一目标航点与第二目标航点之间全部目标航点的点位高度；

计算所述全部目标航点的点位高度之和与所述全部目标航点的个数之间的商值作为所述第一目标航点修正后的点位高度。

可选地，获取所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息的步骤包括：

根据数字高程模型dem、数字地面模型dtm、数字线划地图dlg、数字栅格地图drg、数字正射影像图dom或数字地表模型dsm中的任意一种或多种地图获取所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息。

本申请实施例公开了一种无人机航线的生成装置，包括：

初始航线生成模块，用于生成无人机的作业区域的初始航线；

二维栅格划分模块，用于将所述作业区域划分为二维栅格；

二维坐标信息和点位高度信息获取模块，用于获取所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息；

三维坐标信息确定模块，用于根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与所述初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息；

目标航线生成模块，用于依据所述多个目标航点的三维坐标信息，生成所述作业区域的目标航线。

可选地，所述初始航线生成模块包括：

第一边界长度值获取子模块，用于获取无人机的作业区域的第一边界的长度值；

初始航线生成子模块，用于依据所述第一边界的长度值和预设的航带间距值，生成所述无人机的初始航线。

可选地，所述三维坐标信息确定模块包括：

二维坐标信息确定子模块，用于根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息，确定初始航线上的多个航点的二维坐标信息，每个航点的二维坐标信息包括x轴数值和y轴数值；

点位高度计算子模块，用于根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度；将所述点位高度作为z轴数值，或者，将所述点位高度与无人机预设的相对航高之和作为z轴数值；

三维坐标信息确定子模块，用于根据所述x轴数值、y轴数值和z轴数值，确定与多个航点相对应的每个目标航点的三维坐标信息。

可选地，所述点位高度计算子模块包括：

第一点位高度计算单元，用于当任一航点与所述二维栅格中的交叉点重合时，以所述交叉点的点位高度作为所述航点的点位高度。

可选地，所述点位高度计算子模块包括：

第二点位高度计算单元，用于当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别获取所述航点周围预设个数的交叉点的点位高度，以所述预设个数的交叉点的点位高度的平均值作为所述航点的点位高度。

可选地，所述点位高度计算子模块包括：

第三点位高度计算单元，用于当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别确定所述航点周围的交叉点与所述航点之间的距离，以所述距离小于第一预设阈值的交叉点对应的点位高度作为所述航点的点位高度。

可选地，所述三维坐标信息确定模块还包括：

目标航点识别子模块，用于当任意两个目标航点的点位高度之差超过第二预设阈值时，分别识别所述任意两个目标航点中的第一目标航点和第二目标航点；

三维坐标信息修正子模块，用于修正所述第一目标航点的三维坐标信息。

可选地，所述三维坐标信息修正子模块包括：

点位高度判断单元，用于判断所述第一目标航点的点位高度是否小于所述第二目标航点的点位高度；

点位高度增大单元，用于所述第一目标航点的点位高度小于所述第二目标航点的点位高度时，增大所述第一目标航点的点位高度。

可选地，所述点位高度增大单元包括：

点位高度获取子单元，用于分别获取所述第一目标航点与第二目标航点之间全部目标航点的点位高度；

点位高度计算子单元，用于计算所述全部目标航点的点位高度之和与所述全部目标航点的个数之间的商值作为所述第一目标航点修正后的点位高度。

可选地，所述二维坐标信息和点位高度信息获取模块包括：

点位高度信息获取子模块，用于根据数字高程模型dem、数字地面模型dtm、数字线划地图dlg、数字栅格地图drg、数字正射影像图dom或数字地表模型dsm中的任意一种或多种地图获取所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息。

本申请实施例公开了一种无人机航线的生成装置，包括存储器、处理器，以及，存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现：生成无人机的作业区域的初始航线；将所述作业区域划分为二维栅格；获取所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息；根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与所述初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息；依据所述多个目标航点的三维坐标信息，生成所述作业区域的目标航线。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：获取无人机的作业区域的第一边界的长度值；依据所述第一边界的长度值和预设的航带间距值，生成所述无人机的初始航线。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息，确定初始航线上的多个航点的二维坐标信息，每个航点的二维坐标信息包括x轴数值和y轴数值；根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度；将所述点位高度作为z轴数值，或者，将所述点位高度与无人机预设的相对航高之和作为z轴数值；根据所述x轴数值、y轴数值和z轴数值，确定与多个航点相对应的每个目标航点的三维坐标信息。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：当任一航点与所述二维栅格中的交叉点重合时，以所述交叉点的点位高度作为所述航点的点位高度。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别获取所述航点周围预设个数的交叉点的点位高度，以所述预设个数的交叉点的点位高度的平均值作为所述航点的点位高度。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别确定所述航点周围的交叉点与所述航点之间的距离，以所述距离小于第一预设阈值的交叉点对应的点位高度作为所述航点的点位高度。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：当任意两个目标航点的点位高度之差超过第二预设阈值时，分别识别所述任意两个目标航点中的第一目标航点和第二目标航点；修正所述第一目标航点的三维坐标信息。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：判断所述第一目标航点的点位高度是否小于所述第二目标航点的点位高度；若是，则增大所述第一目标航点的点位高度。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：分别获取所述第一目标航点与第二目标航点之间全部目标航点的点位高度；计算所述全部目标航点的点位高度之和与所述全部目标航点的个数之间的商值作为所述第一目标航点修正后的点位高度。

可选地，所述处理器执行所述程序时实现：根据数字高程模型dem、数字地面模型dtm、数字线划地图dlg、数字栅格地图drg、数字正射影像图dom或数字地表模型dsm中的任意一种或多种地图获取所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息。

与背景技术相比，本申请实施例包括以下优点：

本申请实施例，通过生成无人机的作业区域的初始航线，然后将该作业区域划分为二维栅格，并根据二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息，进而可以依据多个目标航点的三维坐标信息，生成作业区域的目标航线。本实施例通过获取地面地物的空间特征，能够实时、精准地获取作业区域每个航点的高程信息，从而生成与起伏地形相平行的目标航线。当无人机按照该目标航线飞行时，能够快速地判读并调整无人机的飞行高度，避免“炸机”等飞行事故，保证作业效果。

附图说明

图1是本申请的一种无人机航线的生成方法实施例一的步骤流程图；

图2a-图2b是本申请的二维栅格的示意图；

图3是本申请的一种无人机航线的生成方法实施例二的步骤流程图；

图4是本申请的一种初始航线的示意图；

图5是本申请的一种无人机的飞行控制装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本申请的一种无人机航线的生成方法实施例一的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤101，生成无人机的作业区域的初始航线；

本申请实施例中的无人机可以是指用于进行植保作业，例如对农田或山林进行农药喷洒或化肥喷洒的植保无人机。

通常，在进行植保作业前，需要首先生成在作业区域内的飞行航线，然后按照该飞行航线进行飞行并执行相应的植保作业。

无人机的飞行航线可以在确定出首条航线的位置后，根据航带间距值的大小，通过在作业区域中依次生成多条平行于首条航线的所有航线的方式得到。

例如，对于需要进行植保作业的一块田地，可以通过地理信息系统测绘该田地的边缘得到一条封闭的曲线，在该曲线围成的范围内即为无人机的作业区域。当然，还可以通过人工手动测绘的方式或者其他方式得到田地的边缘曲线，本申请实施例对此不作限定。

需要说明的是，封闭曲线围成的作业区域的形状根据田地形状的不同而不同。可以是规则的几何形状，例如，矩形、方形或圆形；也可以是不规则的其他样式的形状，本申请实施例对此亦不作限定。

为了便于理解，本申请实施例中以作业区域为矩形为例进行介绍。对于其他形状的作业区域，也可以通过将作业区域划分为多个大小不等的矩形区域，或者生成该作业区域的一个最小外接矩形的方式，应用本实施例中提供的方法。

在确定出作业区域后，可以使用平行直线对该区域进行填充，平行直线之间的距离可以根据无人机在作业时的喷幅具体设定，每条平行直线与田地边缘的封闭曲线之间的交点可以作为无人机每次作业的作业起点或作业终点。

在按照预设的方向将多条平行直线连接后，可以生成无人机在该作业区域内的初始航线，初始航线上可以包括有多个航点。

需要说明的是，初始航线上的航点可以根据设定的航点间距值确定，航点间距值即是同一条航线上任意相邻的两个航点之间的距离，航点间距值可以根据无人机在作业时的作业参数确定，本申请实施例对此不作限定。

步骤102，将所述作业区域划分为二维栅格；

在本申请实施例中，在确定出作业区域，并生成无人机在该作业区域内的初始航线后，可以进一步将该作业区域划分为二维栅格。

在具体实现中，可以按照一定的间距将作业区域划分为二维栅格，使得二维栅格中每个网格的边长均与该间距相等。根据间距大小的不同，划分获得的二维栅格也会不同，但二维栅格的不同并不会影响无人机在该作业区域内的初始航线的位置。

如图2a和图2b所示，分别是本申请的二维栅格的示意图。在图2a和图2b中，分别是按照不同大小的间距对同一块作业区域划分得到的二维栅格。其中，图2a中二维栅格的间距大于图2b中二维栅格的间距，但初始航线r0在两种栅格中相对于作业区域本身的位置是相同。

需要说明的是，在确定出作业区域后，可以首先生成该作业区域的初始航线，然后再将作业区域划分为二维栅格；也可以是在确定出作业区域后，首先将该作业区域划分为二维栅格，然后再生成无人机的初始航线，本实施例对生成初始航线和划分二维栅格的先后顺序不作限定。

步骤103，获取所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息；

在具体实现中，可以根据划分二维栅格时所使用的间距的大小，以及作业区域的边界的坐标信息，确定出二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息，即确定出在平面上，每个交叉点的坐标值(x,y)。

在本申请实施例中，每个交叉点的点位高度信息可以是每个交叉点的点位高程，每个交叉点的点位高程可以通过对作业区域建立数字地表模型dsm(digitalsurfacemodel)获得。

dsm是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。dsm不仅包含了地形的高程信息，还在此基础上，进一步涵盖了除地面以外的其他地表信息的高程，能够真实地表达地面的起伏情况。

当然，除了dsm外，采用其他地图模型也可以获得交叉点的点位高度信息。因此，本领域技术人员还可以根据数字高程模型dem、数字地面模型dtm、数字线划地图dlg、数字栅格地图drg、数字正射影像图dom或数字地表模型dsm中的任意一种或多种地图获取二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，本申请实施例对此不作限定。

步骤104，根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与所述初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息；

在本申请实施例中，初始航线上的每个航点均可以与一个目标航点相对应，该目标航点可以是将初始航线上对应的航点向上平移一定距离获得的。

通常，初始航线上每个航点向上平移的距离可以是与该航点的点位高度信息与无人机预设的相对航高确定的。该相对航高是指无人机相对于某一基准面的高度，是确定无人机飞行的基本数据。例如，在植保作业中，若要求无人机在距离农作物上方1.5米处执行农药喷洒作业，该相对航高可以认为是无人机需要与农作物之间保持的距离，即1.5米。当然，本领域技术人员可以根据实际作业要求的不同，设定无人机的相对航高的具体大小，本申请实施例对此不作限定。

在具体实现中，可以首先根据二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息，确定初始航线上的多个航点的二维坐标信息。

例如，可以首先确定每个航点与二维栅格中的交叉点的位置关系，如果某个航点与二维栅格中某个交叉点重合，则可以直接以该交叉点的坐标值作为该航点的二维坐标信息；如果某个航点与二维栅格中交叉点不重合，则可以计算该航点与相邻的栅格直线之间的垂直距离，进而确定出该航点的二维坐标信息。

当然，本领域技术人员还可以采用其他方式确定初始航线上每个航点的二维坐标信息。例如，当某个航点落入二维栅格围成的网格中时，可以计算该网格的四个顶点(每个顶点均是二维栅格中的一个交叉点)的坐标值的平均值，以该平均值作为该航点的二维坐标信息，本申请实施例对此不作限定。

类似地，每个航点的点位高度信息也可以按照上述方式确定。从而在分别确定出每个航点的二维坐标信息和点位高度信息后，可以生成与该航点相对应的目标航点的三维坐标信息。

在本申请实施例中，航点p的二维坐标信息与对应的目标航点p’的三维坐标信息可以表示如下：

p(x,y)→p’(x,y,z+h)

其中，p(x,y)为航点p的二维坐标，z为该航点p的点位高程，h为无人机预设的相对航高，p’(x,y,z+h)为航点p对应的目标航点p’的三维坐标。

步骤105，依据所述多个目标航点的三维坐标信息，生成所述作业区域的目标航线。

在本申请实施例中，在获得每个目标航点的三维坐标信息后，可以按顺序连接每个目标航点，从而生成作业区域的目标航线。该目标航线不仅包括了指示无人机飞行的目标航点的平面位置信息，还包括了无人机在每个目标航点位置处应该保持的飞行高度，即该目标航线能够与起伏地形保持平行。当无人机按照该目标航线飞行并执行作业时，能够有效地避免由于地形起伏而造成的“炸机”等飞行事故。

在本申请实施例中，通过生成无人机的作业区域的初始航线，然后将该作业区域划分为二维栅格，并根据二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息，进而可以依据多个目标航点的三维坐标信息，生成作业区域的目标航线。本实施例通过获取地面地物的空间特征，能够实时、精准地获取作业区域每个航点的高程信息，从而生成与起伏地形相平行的目标航线。当无人机按照该目标航线飞行时，能够快速地判读并调整无人机的飞行高度，避免“炸机”等飞行事故，保证作业效果。

参照图3，示出了本申请的一种无人机航线的生成方法实施例二的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤301，获取无人机的作业区域的第一边界的长度值；

本申请实施例中的无人机可以是指用于进行植保作业，例如对农田或山林进行农药喷洒或化肥喷洒的植保无人机。

通常，无人机的作业区域可以是指无人机实际作业的范围。例如，对于一块田地，可以通过地理信息系统测绘该田地的边缘得到一条封闭的曲线，在该曲线围成的范围内即为无人机的作业区域。

需要说明的是，封闭曲线围成的作业区域的形状根据田地形状的不同而不同。可以是规则的几何形状，例如，矩形、方形或圆形；也可以是不规则的其他样式的形状，本申请实施例对此亦不作限定。

为了便于理解，本申请实施例中以作业区域为矩形为例进行介绍。对于其他形状的作业区域，也可以通过将作业区域划分为多个大小不等的矩形区域，或者生成该作业区域的一个最小外接矩形的方式，应用本实施例中提供的方法。

在确定出矩形作业区域后，可以将该矩形的边界划分为两条第一边界和两条第二边界。

通常，对于一块矩形作业区域，无人机在该作业区域内进行作业时的航线可以是与其中的两条矩形边相平行，而与另两条矩形边相垂直。因此，可以按照无人机的飞行方向，将与该飞行方向(即航线的方向)垂直的两条边界作为第一边界，而将与飞行方向平行的两条边界作为第二边界，然后，分别获得第一边界和第二边界的长度值。

步骤302，依据所述第一边界的长度值和预设的航带间距值，生成所述无人机的初始航线；

在本申请实施例中，可以将第一边界的长度值与预设的航带间距值相除，以二者之间的商值作为作业区域的初始航线的数量，然后以作业区域的其中一条第二边界为基准，在作业区域内规划相应数量的与第二边界平行的平行线，作为作业区域的初始航线。

如图4所示，是本申请的一种初始航线的示意图。在图4中，作业区域为矩形abcd，其中矩形的ad边与bc边为该作业区域相对的两条第一边界，相应地，矩形的ab边与dc边为作业区域相对的两条第二边界。

若第一边界ad的长度值为w，预设的航带间距值为b，则可以计算得到无人机的初始航线数量为w/b条，从而可以以第二边界ab为基准，在该区域内规划w/b条(包括ab边)与ab边平行的平行线。

在具体实现中，可以以作业区域的西南角角点(例如，图4所示的作业区域中的点a)为起始原点，正北方向为首条初始航线的飞行方向直至作业区域边界(即点b)，完成首条初始航线规划。在首条初始航线的最后一个航点(即点b)处，无人机可以向正东方向平移b米后，以正南方向为第二条初始航线的飞行方向，完成第二条初始航线规划，在第二条初始航线的最后一个航点处，无人机再次向正东方向平移b米后，以正北方向为第三条初始航线的飞行方向，以此类推直至完成作业区域内所有的航线的规划，并按照飞行方向，通过圆弧状航线将全部航线连接，从而形成作业区域的初始航线。

需要说明的是，图4中所示的初始航线仅仅示出了由6条平行线组成的初始航线，本领域技术人员明白，初始航线的具体数量应该根据第一边界的长度值与航带间距值具体确定。例如，若第一边界的长度值w为1000米，预设的航带间距值为5米，则可以计算得到无人机的初始航线数量为1000/5＝200条。

步骤303，将所述作业区域划分为二维栅格；

在具体实现中，可以按照一定的间距将作业区域划分为二维栅格，使得二维栅格中每个网格的边长均与该间距相等。根据间距大小的不同，划分获得的二维栅格也会不同，但二维栅格的不同并不会影响无人机在该作业区域内的初始航线的位置。

步骤304，获取所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息；

在具体实现中，在确定出作业区域后，可以在该作业区域内形成一定网格间距的dsm模型，从而可以直接从该dsm模型中提取每个交叉点的二维坐标(x,y)和点位高度z。

例如，对于一矩形作业区域，若各边界的边长均为1000米，可以按照0.5米的网格间距生成该作业区域的dsm模型，从而得到横竖各2001条，总共4002条直线(含作业区域的边界)，上述直线之间共2001*2001＝4004001个交叉点。

然后，设定第一列网格上的交叉点分别为p1、p2、……、p2000、p2001，其中，每个交叉点的横坐标依次为x1、x2、……、x2000、x2001，并且x1＝x2＝……＝x2000＝x2001，纵坐标依次为y1、y2、……、y2000、y2001，并且y1+0.5＝y2、y2+0.5＝y3、……、y1999+0.5＝y2000、y2000+0.5＝y2001；第二列网格上的交叉点分别为p2002-p4002，其中，x2002＝x2003＝……＝x4001＝x4002；y2002-0.5＝y2003、y2003-0.5＝y2004、……、y4000-0.5＝y4001、y4001-0.5＝y4002，x1+0.5＝x4002；以此类推，则最后一列网格上的交叉点依次为p4002001-p4004001，其中x4002001＝x4002002＝……＝x4004000＝x4004001、y4002001+0.5＝y4002002、y4002002+0.5＝y4002003、……y4003999+0.5＝y4004000、y4004000+0.5＝y4004001。

可以直接从该dsm模型中提取出每个交叉点的二维坐标(x,y)和点位高度z。当然，本领域技术人员还可以采用其他方式确定每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，本申请实施例对此不作限定。

步骤305，根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息，确定初始航线上的多个航点的二维坐标信息，每个航点的二维坐标信息包括x轴数值和y轴数值；

例如，可以首先确定每个航点与二维栅格中的交叉点的位置关系，如果某个航点与二维栅格中某个交叉点重合，则可以直接以该交叉点的坐标值(x,y)作为该航点的二维坐标信息(x,y)；如果某个航点与二维栅格中交叉点不重合，则可以计算该航点与相邻的栅格直线之间的垂直距离，进而确定出该航点的二维坐标信息。

当然，本领域技术人员还可以采用其他方式确定初始航线上每个航点的二维坐标信息。例如，当某个航点落入二维栅格围成的网格中时，可以计算该网格的四个顶点(每个顶点均是二维栅格中的一个交叉点)的坐标值的平均值，以该平均值作为该航点的二维坐标信息，本申请实施例对此不作限定。

步骤306，根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度；将所述点位高度作为z轴数值，或者，将所述点位高度与无人机预设的相对航高之和作为z轴数值；

在具体实现中，可以根据初始航线上的每个航点与二维栅格中的交叉点的位置关系，确定每个航点的点位高度。

例如，当任一航点与二维栅格中的交叉点重合时，可以直接以该交叉点的点位高度作为该航点的点位高度。

当任一航点落入二维栅格围成的网格中时，可以分别获取该航点周围预设个数的交叉点的点位高度，以预设个数的交叉点的点位高度的平均值作为该航点的点位高度。

通常，预设个数可以为4个，即某一航点落入某个网格中时，可以首先提取出该网格的4个顶点(每个顶点均为二维栅格中的一个交叉点)的点位高度，然后以4个顶点的点位高度的平均值作为该航点的点位高度。

或者，当任一航点落入二维栅格围成的网格中时，还可以分别确定该航点周围的交叉点与该航点之间的距离，以距离小于第一预设阈值的交叉点对应的点位高度作为该航点的点位高度。

当然，本领域技术人员还可以采用其他方式确定初始航线上的每个航点的点位高度，本申请实施例对此不作限定。

当确定出每个航点的点位高度后，可以直接将点位高度作为生成目标航点三维坐标信息的z轴数值。

通常，在植保作业中，一般要求无人机在距离农作物上方一定距离处执行农药喷洒作业。因此，也可以在航点的点位高度的基础上加上一定距离的数值。即，将点位高度与无人机预设的相对航高之和作为z轴数值。

步骤307，根据所述x轴数值、y轴数值和z轴数值，确定与多个航点相对应的每个目标航点的三维坐标信息；

在本申请实施例中，初始航线上的每个航点均可以与一个目标航点相对应，该目标航点可以是将初始航线上对应的航点向上平移一定距离获得的。

因此，在具体实现中，首先可以分别提取每个航点的二维坐标信息中的x轴数值和y轴数值，然后结合计算出的每个航点的z轴数值，确定目标航点的三维坐标信息。

例如，若航点p的二维坐标信息为p(x,y)，该航点p的点位高度为z，无人机预设的相对航高为h，则可以计算得到与航点p相对应的目标航点p’的三维坐标信息为(x,y,z+h)。

需要说明的是，上述表达式是直接以初始航线上航点p处的点位高度作为对应的目标航点的三维坐标信息中的z轴数值，若以航点p点位高度与无人机预设的相对航高之和作为z轴数值，则上述目标航点p’的三维坐标信息可以表示为(x,y,z)，其中，z＝z+h。

步骤308，当任意两个目标航点的点位高度之差超过第二预设阈值时，分别识别所述任意两个目标航点中的第一目标航点和第二目标航点；

在本申请实施例中，当任意两个目标航点的点位高度之差超过预设阈值时，可以认为上述两个目标航点之间的高程落差较大。需要说明的是，预设阈值可以由本领域技术人员根据无人机的实际工作性能确定，本申请实施例对此不作限定。

在确认两个目标航点之间的高程落差较大时，可以首先对两个目标航点进行识别，以确定第一目标航点和第二目标航点，然后执行步骤209，对第一目标航点的三维坐标信息进行修正。上述第一目标航点即是无人机在飞行过程中首先经过的目标航点。

例如，对于目标航点i和目标航点n，若确认两个目标航点之间的高程落差较大，则可以首先确认无人机在目标航线上首先经过哪一个目标航点。若无人机是由目标航点i向目标航点n飞行，则识别目标航点i为第一目标航点，识别目标航点n为第二目标航点；若无人机是由目标航点n向目标航点i飞行，则识别目标航点n为第一目标航点，识别目标航点i为第二目标航点。

步骤309，修正所述第一目标航点的三维坐标信息；

在本申请实施例中，可以首先判断第一目标航点的点位高度是否小于第二目标航点的点位高度；若是，则可以增大第一目标航点的点位高度。即增大第一目标航点的三维坐标信息中的z轴数值，以使无人机在飞行至第一目标航点时提前提升飞行高度，避免“炸机”。

以无人机由目标航点i向目标航点n飞行为例。当上述两个目标航点的高程落差较大时，可以修改目标航点i的三维坐标中的点位高度。

在具体实现中，可以分别获取第一目标航点与第二目标航点之间全部目标航点的点位高度，然后计算全部目标航点的点位高度之和与全部目标航点的个数之间的商值作为第一目标航点修正后的点位高度。

例如，若以目标航点i的三维坐标为(xi,yi,zi)，目标航点n的三维坐标为(xn,yn,zn)为例，则可以采用如下公式计算增大后的目标航点i的点位高度，即目标航点i的三维坐标中的z轴数值zi：

zi＝[(zi+zi+1+zi+2+……+zn)/(n-i)]+h

其中，h为无人机预设的相对航高，n-i表示目标航点i到目标航点n之间的其他目标航点的个数，zi+1、zi+2……分别为目标航点i与目标航点n之间的其他目标航点的三维坐标中的点位高度。

因此，修正后的目标航点i的三维坐标可以表示为：

(xi,yi,[(zi+zi+1+zi+2+……+zn)/(n-i)]+h)

步骤310，依据所述多个目标航点的三维坐标信息，生成所述作业区域的目标航线。

在本申请实施例中，在获得每个目标航点的三维坐标信息后，可以按顺序连接每个目标航点，从而生成作业区域的目标航线。

在本申请实施例中，在确定出每个目标航点的三维坐标信息后，若识别出任意两个目标航点之间的高程落差较大，则通过对较先经过的目标航点的三维坐标信息进行修正，使得无人机在该目标航点处提前提升飞行高度，避免“炸机”事故。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本申请实施例所必须的。

参照图5，示出了本申请的一种无人机航线的生成装置实施例的结构框图，具体可以包括如下模块：

初始航线生成模块501，用于生成无人机的作业区域的初始航线；

二维栅格划分模块502，用于将所述作业区域划分为二维栅格；

二维坐标信息和点位高度信息获取模块503，用于获取所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息；

三维坐标信息确定模块504，用于根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与所述初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息；

目标航线生成模块505，用于依据所述多个目标航点的三维坐标信息，生成所述作业区域的目标航线。

在本申请实施例中，所述初始航线生成模块501具体可以包括如下子模块：

第一边界长度值获取子模块，用于获取无人机的作业区域的第一边界的长度值；

初始航线生成子模块，用于依据所述第一边界的长度值和预设的航带间距值，生成所述无人机的初始航线。

在本申请实施例中，所述三维坐标信息确定模块504具体可以包括如下子模块：

二维坐标信息确定子模块，用于根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息，确定初始航线上的多个航点的二维坐标信息，每个航点的二维坐标信息包括x轴数值和y轴数值；

点位高度计算子模块，用于根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度；将所述点位高度作为z轴数值，或者，将所述点位高度与无人机预设的相对航高之和作为z轴数值；

三维坐标信息确定子模块，用于根据所述x轴数值、y轴数值和z轴数值，确定与多个航点相对应的每个目标航点的三维坐标信息。

在本申请实施例中，所述点位高度计算子模块具体可以包括如下单元：

第一点位高度计算单元，用于当任一航点与所述二维栅格中的交叉点重合时，以所述交叉点的点位高度作为所述航点的点位高度。

在本申请实施例中，所述点位高度计算子模块具体可以包括如下单元：

第二点位高度计算单元，用于当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别获取所述航点周围预设个数的交叉点的点位高度，以所述预设个数的交叉点的点位高度的平均值作为所述航点的点位高度。

在本申请实施例中，所述点位高度计算子模块具体可以包括如下单元：

第三点位高度计算单元，用于当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别确定所述航点周围的交叉点与所述航点之间的距离，以所述距离小于第一预设阈值的交叉点对应的点位高度作为所述航点的点位高度。

在本申请实施例中，所述三维坐标信息确定模块504还可以包括如下子模块：

目标航点识别子模块，用于当任意两个目标航点的点位高度之差超过第二预设阈值时，分别识别所述任意两个目标航点中的第一目标航点和第二目标航点；

三维坐标信息修正子模块，用于修正所述第一目标航点的三维坐标信息。

在本申请实施例中，所述三维坐标信息修正子模块具体可以包括如下单元：

点位高度判断单元，用于判断所述第一目标航点的点位高度是否小于所述第二目标航点的点位高度；

点位高度增大单元，用于所述第一目标航点的点位高度小于所述第二目标航点的点位高度时，增大所述第一目标航点的点位高度。

在本申请实施例中，所述点位高度增大单元具体可以包括如下子单元：

点位高度获取子单元，用于分别获取所述第一目标航点与第二目标航点之间全部目标航点的点位高度；

点位高度计算子单元，用于计算所述全部目标航点的点位高度之和与所述全部目标航点的个数之间的商值作为所述第一目标航点修正后的点位高度。

在本申请实施例中，所述二维坐标信息和点位高度信息获取模块具体可以包括如下子模块：

点位高度信息获取子模块，用于根据数字高程模型dem、数字地面模型dtm、数字线划地图dlg、数字栅格地图drg、数字正射影像图dom或数字地表模型dsm中的任意一种或多种地图获取所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息。

本申请实施例公开了一种无人机航线的生成装置，包括存储器、处理器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时可以实现如下功能：生成无人机的作业区域的初始航线；将所述作业区域划分为二维栅格；获取所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息；根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息和点位高度信息，确定与所述初始航线上的多个航点相对应的多个目标航点的三维坐标信息；依据所述多个目标航点的三维坐标信息，生成所述作业区域的目标航线。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：获取无人机的作业区域的第一边界的长度值；依据所述第一边界的长度值和预设的航带间距值，生成所述无人机的初始航线。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：根据所述二维栅格中每个交叉点的二维坐标信息，确定初始航线上的多个航点的二维坐标信息，每个航点的二维坐标信息包括x轴数值和y轴数值；根据所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息，计算所述每个航点的点位高度；将所述点位高度作为z轴数值，或者，将所述点位高度与无人机预设的相对航高之和作为z轴数值；根据所述x轴数值、y轴数值和z轴数值，确定与多个航点相对应的每个目标航点的三维坐标信息。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：当任一航点与所述二维栅格中的交叉点重合时，以所述交叉点的点位高度作为所述航点的点位高度。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别获取所述航点周围预设个数的交叉点的点位高度，以所述预设个数的交叉点的点位高度的平均值作为所述航点的点位高度。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：当任一航点落入所述二维栅格围成的网格中时，分别确定所述航点周围的交叉点与所述航点之间的距离，以所述距离小于第一预设阈值的交叉点对应的点位高度作为所述航点的点位高度。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：当任意两个目标航点的点位高度之差超过第二预设阈值时，分别识别所述任意两个目标航点中的第一目标航点和第二目标航点；修正所述第一目标航点的三维坐标信息。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：判断所述第一目标航点的点位高度是否小于所述第二目标航点的点位高度；若是，则增大所述第一目标航点的点位高度。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：分别获取所述第一目标航点与第二目标航点之间全部目标航点的点位高度；计算所述全部目标航点的点位高度之和与所述全部目标航点的个数之间的商值作为所述第一目标航点修正后的点位高度。

优选地，所述处理器执行所述程序时还可以实现如下功能：根据数字高程模型dem、数字地面模型dtm、数字线划地图dlg、数字栅格地图drg、数字正射影像图dom或数字地表模型dsm中的任意一种或多种地图获取所述二维栅格中每个交叉点的点位高度信息。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种无人机航线的生成方法和一种无人机航线的生成装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。