[发明专利]任务区自动分割方法及系统、航线规划方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人机植保领域，更具体地，涉及一种任务区自动分割方法及系统、航线规划方法及系统。

背景技术

无人机植保即利用无人机进行农林植物保护作业，作业时通常采用自主飞行模式(即无人机根据设定的航线自动飞行)或者由驾驶员通过遥控器控制无人机飞行。对于自主飞行模式而言，航线规划是作业前一个重要的准备步骤。航线规划指的是计算机软件系统根据农田地块的坐标(通常是地块的平面投影坐标)信息，计算出一条覆盖整个地块的合理的航线。航线通常是由在地块内来回折返的多个航段组成，如图1中的虚线所示(需要说明的是，地块通常以多边形的形式来表示，该多边形在下文中也称作地块多边形)。

在进行航线规划之前，通常需要确定目标地块的范围。由于受无人机续航能力、控制范围等因素的影响，无人机一条航线所覆盖的地块面积不能过大，如果遇到面积超大的地块，则需要将该地块分割成多个任务区，相应地，规划多条航线分别作业。

在无人机植保领域，目前一般采用人工判别的方法来分割任务区，也就是由业务员在电子地图上根据地块的形状，用鼠标勾绘分割任务区。这种人工判别的任务区分割方法的主要缺点在于：效率低下，并且无法实现批量、自动化处理。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方明，提供一种任务区自动分割方法，应用于无人机植保任务区域的划分，包括：

步骤1、确定地块多边形宽度最小的外接矩形；

步骤2、将步骤1所确定的外接矩形分割为航段长度在设定的标准长度和最大长度之间的任务区。

优选地，步骤2通过计算分割次数确定的分割线对地块多边形宽度最小的外接矩形进行分割，所分割的任务区尺寸相同。

优选地，确定所述地块多边形在条带方向上的分割次数的计算方法为：

步骤A11、根据下式计算所述地块多边形在条带方向上的分割次数m：

m＝Math.floor(L/length)，

其中，L表示所述外接矩形的长度，length表示无人机的航段标准长度，Math.floor()表示对括号内的值取整数；

步骤A12、根据下式计算航段长度dL：

dL＝L/m；

步骤A13、如果dL大于无人机的航段最大长度，则使m＝m+1。

优选地，确定所述地块多边形在垂直方向上的分割次数的计算方法为：

步骤B11、根据下式计算所述地块多边形在垂直方向上的分割次数n：

n＝Math.floor(W/length)，

其中，W表示所述外接矩形的宽度,length表示无人机的航段标准长度，Math.floor()表示对括号内的值取整数；

步骤B12、根据下式计算航段长度dL’：

dL’＝W/n；

步骤B13、如果dL’大于无人机的航段最大长度，则使n＝n+1。

优选地，步骤1包括：

计算所述地块多边形的最窄条带，基于该最窄条带确定所述地块多边形的宽度最小的外接矩形。

优选地，步骤1包括：

步骤11、选取所述地块多边形的一条边，计算所述地块多边形的其余顶点到该边的垂直距离，查找所得到的垂直距离中的最大值，将该最大值作为该边对应的最大垂直距离；

步骤12、对所述地块多边形剩余的每条边重复步骤11，得到所述地块多边形每条边对应的最大垂直距离；

步骤13、对于所述地块多边形每条边对应的最大垂线距离，通过比较查找最小值，将该最小值对应的边作为最窄条带对应的基准边，以获得最窄条带；

步骤14、根据最窄条带计算所述地块多边形的宽度最小的外接矩形。

本发明的第二方面，提供了一种航线规划方法，包括：根据上述任务区自动分割方法进行所述地块多边形的分割，并基于分割后的任务区分别进行航线规划。

本发明的第三方面，提供了一种任务区自动分割系统，包括：

外接矩形计算模块，配置为确定地块多边形的宽度最小的外接矩形；

任务区分割模块，配置为根据上述任务区自动分割方法进行所述地块多边形的分割。

本发明的第四方面，还提供了一种航线规划系统，包括

外接矩形计算模块，配置为确定地块多边形的宽度最小的外接矩形；

任务区分割模块，配置为根据上述任务区自动分割方法进行所述地块多边形的分割；

航线规划模块，配置为基于分割后的任务区分别进行航线规划。