【技術實現步驟摘要】
本申請涉及割草機控制，尤其涉及一種割草機路徑跟蹤方法、電子設備、芯片及割草機。
技術介紹
1、路徑跟蹤是指通過算法和技術確定目標對象在空間中移動的路徑的過程。路徑跟蹤對于割草機而言極其重要，可以幫助割草機規劃最優的移動路徑，從而優化割草機的移動軌跡。路徑跟蹤算法的性能決定了路徑的跟蹤精度，影響割草機在行駛過程中的精確性和安全可靠性。傳統的路徑跟蹤算法實現過程為：先擬合一條移動路徑，再通過判斷割草機在該移動路徑上的速度和加速度是否滿足約束來確定移動路徑是否為割草機的最優移動路徑。
2、然而，由于傳統路徑跟蹤算法中用于判斷擬合的移動路徑是否最優的約束條件不夠全面，導致割草機的路徑跟蹤效果較差。因此，如何提升割草機路徑跟蹤效果是當前亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本申請提供一種割草機路徑跟蹤方法、電子設備、芯片及割草機，實現優化割草機的移動路徑，提升路徑跟蹤效果。
2、第一方面，本申請提供一種割草機路徑跟蹤方法，其中，該方法包括：
3、根據割草機的當前位置和所述割草機移動的目標終點位置，確定參考路徑；其中，所述參考路徑是起點為所述當前位置、終點為所述目標終點位置的預設路徑；
4、確定多個控制點；
5、基于所述多個控制點和所述參考路徑上的離散點進行b樣條曲線擬合，得到擬合曲線；
6、確定所述擬合曲線是否滿足約束條件集合中的全部約束條件，所述約束條件集合包括：平滑約束條件、速度約束條件、加速度約束條件、碰撞約束條件以
7、若不滿足，則調整所述多個控制點，基于調整后的所述多個控制點和所述參考路徑上的離散點進行b樣條曲線擬合，直至得到滿足全部所述約束條件的擬合曲線；
8、若滿足，則控制所述割草機沿所述擬合曲線行駛。
9、在一些實施例中，根據所述多個控制點的位置、b樣條曲線擬合的離散點數量和b樣條曲線擬合階數，得到所述擬合曲線的第一懲罰函數，所述第一懲罰函數對應于所述平滑約束條件；
10、對所述擬合曲線進行求導得到速度曲線和加速度曲線，根據所述速度曲線得到速度懲罰函數以及根據所述加速度曲線得到加速度懲罰函數，將所述速度懲罰函數和所述加速度懲罰函數之和作為第二懲罰函數，所述速度懲罰函數對應于所述速度約束條件，所述加速度懲罰函數對應于所述加速度約束條件；
11、根據所述多個控制點與相應最近障礙物之間的第一距離得到第三懲罰函數；所述第三懲罰函數對應于所述碰撞約束條件；
12、根據所述擬合曲線與所述參考路徑之間的第二距離得到第四懲罰函數；所述第二距離為所述擬合曲線與所述參考路徑之間的最近距離；所述第四懲罰函數對應于所述參考路徑距離約束條件；
13、對所述第一懲罰函數、所述第二懲罰函數、所述第三懲罰函數以及所述第四懲罰函數進行加權計算，得到第五懲罰函數；
14、若所述第五懲罰函數小于或者等于預設閾值，則確定所述擬合曲線滿足全部所述約束條件；
15、若所述第五懲罰函數大于所述預設閾值，則確定所述擬合曲線不滿足全部所述約束條件。
16、在一些實施例中，所述根據所述控制點集合中各控制點的位置、b樣條曲線擬合的離散點數量、b樣條曲線擬合階數，得到所述擬合曲線的第一懲罰函數，包括：
17、基于公式：得到所述第一懲罰函數fs；其中，n表示擬合的離散點數量，pb表示b樣條曲線擬合階數，qi表示第i個控制點。
18、在一些實施例中，所述對所述擬合曲線進行求導得到速度曲線和加速度曲線，根據所述速度曲線得到速度懲罰函數以及根據所述加速度曲線得到加速度懲罰函數，將所述速度懲罰函數和所述加速度懲罰函數之和作為第二懲罰函數，包括：
19、根據公式：得到所述速度懲罰函數fv；其中，vmax表示預先設定的速度閾值；μ表示擬合曲線上的一個點，x，y，z表示擬合曲線上的點μ的坐標；n表示b樣條曲線擬合的離散點數量，pb表示b樣條曲線擬合階數；viμ表示擬合曲線上點μ的速度，其中，i是控制點的下標，viμ與第i個控制點相關；
20、根據公式：得到所述加速度懲罰函數fa；其中，amax表示預先設定的加速度閾值；
21、將所述速度懲罰函數和所述加速度懲罰函數之和確定為所述第二懲罰函數。
22、在一些實施例中，所述根據所述多個控制點與相應最近障礙物之間的第一距離得到第三懲罰函數，包括：
23、根據公式：計算得到第三懲罰函數fc；
24、其中，n表示擬合的離散點數量，pb表示b樣條曲線擬合階數，qi表示第i個控制點，d(qi)表示控制點qi與障礙物之間的最近距離。
25、在一些實施例中，所述根據所述擬合曲線與所述參考路徑之間的第二距離得到第四懲罰函數，包括：
26、根據公式：得到所述第四懲罰函數fref；
27、其中，n表示b樣條曲線擬合的離散點數量，pb表示b樣條曲線擬合階數，qi表示第i個控制點，qi,ref表示控制點qi對應的預設距離值。
28、在一些實施例中，所述調整所述多個控制點，基于調整后的所述多個控制點和所述參考路徑上的離散點進行b樣條曲線擬合，直至得到滿足全部所述約束條件的擬合曲線，包括：
29、調整所述多個控制點中的第一控制點的位置，基于調整后的所述第一控制點、所述多個控制點中未調整的第二控制點和所述參考路徑上的離散點進行b樣條曲線擬合，直至得到滿足全部所述約束條件的擬合曲線；其中，所述第二控制點為所述多個控制點中分別距離所述參考路徑的兩個端點最近的控制點；所述第一控制點包括所述多個控制點中除所述第二控制點之外的全部控制點。
30、第二方面，本申請提供一種割草機路徑跟蹤裝置，包括：
31、參考路徑確定模塊，用于根據割草機的當前位置和所述割草機移動的目標終點位置，確定參考路徑；其中，所述參考路徑是起點為所述當前位置、終點為所述目標終點位置的預設路徑；
32、控制點確定模塊，用于確定多個控制點；
33、曲線擬合模塊，用于基于所述多個控制點和所述參考路徑上的離散點進行b樣條曲線擬合，得到擬合曲線；以及，確定所述擬合曲線是否滿足約束條件集合中的全部約束條件，所述約束條件集合包括：平滑約束條件、速度約束條件、加速度約束條件、碰撞約束條件以及參考路徑距離約束條件；
34、若不滿足，所述曲線擬合模塊，還用于調整所述多個控制點，基于調整后的所述多個控制點和所述參考路徑上的離散點進行b樣條曲線擬合，直至得到滿足全部所述約束條件的擬合曲線；
35、若滿足，控制模塊，用于控制所述割草機沿所述擬合曲線行駛。
36、第三方面，本申請提供一種電子設備，包括：存儲器和處理器；
37、所述存儲器被配置為存儲計算機程序指令；
38、所述處理器被配置為運行所述計算機程序指令，使得所述電子設備實現第一方面以及第一方面任一項本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種割草機路徑跟蹤方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述擬合曲線是否滿足約束集合中的各項約束條件，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述控制點集合中各控制點的位置、B樣條曲線擬合的離散點數量、B樣條曲線擬合階數，得到所述擬合曲線的第一懲罰函數，包括：
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述擬合曲線進行求導得到速度曲線和加速度曲線，根據所述速度曲線得到速度懲罰函數以及根據所述加速度曲線得到加速度懲罰函數，將所述速度懲罰函數和所述加速度懲罰函數之和作為第二懲罰函數，包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述多個控制點與相應最近障礙物之間的第一距離得到第三懲罰函數，包括：
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述擬合曲線與所述參考路徑之間的第二距離得到第四懲罰函數，包括：
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述調整所述多個控制點，基于調整后的所述多個控制點和所述參考路徑上的離散點進行B樣條曲
8.一種電子設備，其特征在于，包括：存儲器和處理器；
9.一種芯片，其特征在于，包括：接口電路和邏輯電路，所述接口電路用于接收來自于芯片之外的其他芯片的信號并傳輸至所述邏輯電路，或者將來自所述邏輯電路的信號發送給所述芯片之外的其他芯片，所述邏輯電路用于實現如權利要求1至7任一項所述的方法。
10.一種割草機，其特征在于，包括：如權利要求8所述的電子設備，或者，如權利要求9所述的芯片。
...【技術特征摘要】
1.一種割草機路徑跟蹤方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述擬合曲線是否滿足約束集合中的各項約束條件，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述控制點集合中各控制點的位置、b樣條曲線擬合的離散點數量、b樣條曲線擬合階數，得到所述擬合曲線的第一懲罰函數，包括：
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述擬合曲線進行求導得到速度曲線和加速度曲線，根據所述速度曲線得到速度懲罰函數以及根據所述加速度曲線得到加速度懲罰函數，將所述速度懲罰函數和所述加速度懲罰函數之和作為第二懲罰函數，包括：
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述多個控制點與相應最近障礙物之間的第一距離得到第三懲罰函數，包括：
【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇航，李建勇，顧杰夫，趙珣，范佳斌，任平，
申請(專利權)人：優思美地上海機器人科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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