一种面板级表面贴合作业路径生成方法及系统与流程

本发明涉及智能路径规划领域，更具体地，涉及一种面向阵列化倾斜面板构件的面板级表面贴合作业路径生成方法及系统。

背景技术：

1、随着户外大尺度面板基础设施规模的持续扩大，表面贴合作业移动机器人的自动化作业需求日益迫切。在实际工程场景中，表面贴合作业移动机器人需要沿面板单元边界完成逐行表面贴合作业，并能在完成作业后沿主干道返回或转移至下一作业区域。因此，面板级表面贴合作业路径的自动生成，以及作业路径与主干道网络的有效衔接，是构建完整可执行作业路网的关键环节。

2、然而，现有方法在实际工程部署中普遍存在以下困难：

3、作业路径与主干道的接入点难以自动确定，通常依赖人工标注或手动调整，效率低且一致性差；

4、接入失败时缺乏有效的诊断反馈机制，工程人员难以快速定位问题根源；

5、作业站点（位于面板单元边界处）分布密集，大量冗余点位导致路网臃肿，影响导航系统的正常运行；

6、缺乏系统性的拓扑一致性保障机制，作业路径接入后可能造成主干道网络结构混乱。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种面板级表面贴合作业路径生成方法及系统。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种面板级表面贴合作业路径生成方法，包括：

3、获取待作业区域的区域数据，所述区域数据包含行集合，每一行包含多个面板单元；

4、基于每行面板单元的边界信息，生成该行的作业路径，所述作业路径包含沿该行面板单元边界分布的作业站点序列；

5、获取所述待作业区域关联的主干道网络；

6、从所述主干道网络中筛选侧向主干道线段；

7、以所述作业路径的端点为射线起点，沿水平方向发射射线，计算所述射线与所述侧向主干道线段的交点，选取满足预设条件且距离最近的交点作为接入点；

8、将所述接入点映射至所述主干道网络中的对应主干道track，并对所述对应主干道track进行分裂重建，使所述作业路径与所述主干道网络实现拓扑连通。

9、在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

10、可选的，所述基于每行面板单元的边界信息，生成该行的作业路径，包括：

11、根据预设的y向偏移参数，基于该行面板单元的y方向边界确定所述作业路径的y坐标；

12、将该行面板单元按x坐标排序，依次提取每个面板单元在所述y坐标处的左右边界点作为作业站点，形成包含多个作业站点的有序序列；

13、将相邻作业站点依次连接为路径线段，形成连续覆盖整行面板单元的作业路径。

14、可选的，从所述主干道网络中筛选侧向主干道线段，包括：

15、计算所述主干道网络中每条主干道线段的方向角，所述方向角是指主干道线段与x正方向之间的夹角；

16、排除方向角与水平方向夹角小于预设角度阈值的主干道线段，保留方向角与水平方向夹角不小于所述预设角度阈值的主干道线段作为所述侧向主干道线段。

17、可选的，以所述作业路径的端点为射线起点，沿水平方向发射射线，计算所述射线与所述侧向主干道线段的交点，选取满足条件且距离最近的交点作为接入点，包括：

18、以所述作业路径的最左侧作业站点为起点，向x负方向发射水平射线，遍历所述侧向主干道线段，选取与所述射线相交且x坐标不大于所述最左侧作业站点x坐标的交点中水平距离最近者，作为左侧接入点；

19、以所述作业路径的最右侧作业站点为起点，向x正方向发射水平射线，遍历所述侧向主干道线段，选取与所述射线相交且x坐标不小于所述最右侧作业站点x坐标的交点中水平距离最近者，作为右侧接入点。

20、可选的，计算所述射线与所述侧向主干道线段的交点，包括：

21、过滤与所述射线平行或近似平行的侧向主干道线段；

22、检查所述射线的y坐标是否位于候选侧向主干道线段的y坐标范围内；

23、对满足y坐标覆盖条件的侧向主干道线段，计算所述射线与所述侧向主干道线段的交点；

24、根据所述射线发射方向，过滤掉不满足方向约束的交点；

25、从剩余交点中选取水平距离最小的交点，作为所述射线与所述侧向主干道线段的交点。

26、可选的，还包括：

27、当未能找到与所述侧向主干道线段的交点时，输出接入失败诊断信息，所述诊断信息包括：满足y坐标覆盖条件的侧向主干道线段数量、距离最近的多条侧向主干道线段的y坐标范围、方向角、水平距离以及当前使用的偏移参数和角度阈值参数。

28、可选的，将所述接入点映射至所述主干道网络中的对应主干道track，并对所述对应主干道track进行分裂重建，包括：

29、计算所述接入点到各主干道track线段的垂直距离；

30、若所述垂直距离小于预设吸附阈值，判定所述接入点落在当前主干道track上；

31、在所述接入点坐标处创建新的网络站点；

32、将原主干道track从原端点至新的网络站点、以及从新的网络站点至原另一端点分裂为两条新的子track，并从所述主干道网络中删除原主干道track；

33、创建连接track，将所述作业路径的端点站点与所述新的网络站点相连。

34、可选的，对全图站点进行密集度检测与聚类合并，包括：

35、将待作业区域内的所有站点按空间网格进行分桶；

36、将预设合并阈值范围内存在多个相邻站点的站点标记为密集站点；

37、对密集站点执行空间聚类，将空间上相互连通的站点划入同一聚类组；

38、对每个聚类组，将其内部各站点所关联的所有主干道track端点重定向至该聚类组的代表站点，并移除冗余站点。

39、可选的，所述代表站点为复用该聚类组内第一个站点的标识，将其坐标更新为该聚类组内所有站点的平均坐标。

40、根据本发明的第二方面，提供一种面板级表面贴合作业路径生成系统，包括：

41、第一获取模块，用于获取待作业区域的区域数据，所述区域数据包含行集合，每一行包含多个面板单元；

42、生成模块，用于基于每行面板单元的边界信息，生成该行的作业路径，所述作业路径包含沿该行面板单元边界分布的作业站点序列；

43、第二获取模块，用于获取所述待作业区域关联的主干道网络；

44、筛选模块，用于从所述主干道网络中筛选侧向主干道线段；

45、计算模块，用于以所述作业路径的端点为射线起点，沿水平方向发射射线，计算所述射线与所述侧向主干道线段的交点，选取满足预设条件且距离最近的交点作为接入点；

46、重建模块，用于将所述接入点映射至所述主干道网络中的对应主干道track，并对所述对应主干道track进行分裂重建，使所述作业路径与所述主干道网络实现拓扑连通。

47、根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现面板级表面贴合作业路径生成方法的步骤。

48、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，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面板级表面贴合作业路径生成方法的步骤。

49、本发明提供的一种面板级表面贴合作业路径生成方法及系统，面向阵列化倾斜面板构件，从面板表面贴合作业的实际需求出发，以行级表面贴合作业路径为基本生成单元，综合运用水平射线求交机制自动确定接入点，结合主干道拓扑分裂重建确保网络连通性，并引入空间聚类合并机制对冗余站点进行压缩，从而实现作业路径从生成到挂接的全流程自动化，最终输出可直接用于机器人导航的完整作业路网。