[发明专利]一种回状的全覆盖轨迹规划方法

说明书

本发明公开了一种回状的全覆盖轨迹规划方法，主要包括以下步骤，第一步是利用GPS采集作业区域的顶点，确定作业区域的平面坐标系；第二步是通过几何运算，确定作业区域的中心位置；第三步是抛幅密度曲线确定一次完整作业圈数；第四步是计算回状遍历的目标点，生成作业轨迹；第五步根据轨迹间距确定均匀投饵的最优抛幅。本发明可提高水产养殖的效益，促进水产养殖业的发展。

技术领域

本发明涉及全自动水产养殖船的远程监控系统设计，特别给出了回状的全覆盖轨迹规划方法。

背景技术

随着我国的经济快速发展，居民的消费水平在不断提高，消费结构在不断升级，其中水产品的消费增长率逐年上升，水产养殖业的行业盈利性和成长性保持着良好趋势。目前我国水产品的需求量在不断增长，但是大部分水产养殖还是依靠人工撑船投喂和投饵机定点投喂，人工撑船投喂方式虽然灵活，但是效率低下，并且存在安全隐患；定点投喂虽然解放了劳动力，但是缺乏灵活性，只能固定在一点投喂，无法进行全覆盖的投喂。随着自动化技术的不断发展，近年来有一些自动或半自动化的水产养殖设备投入使用，如申请号为201720211910.3的专利里的“智能投饵船”，可以使用遥控装置控制作业船进行投饵等操作，虽然一定程度上实现了控制方式的灵活性，但还是需要渔民时刻看守在作业现场，没有充分解放劳动力；申请号为201610710797.3的专利“一种自主导航河蟹养殖投饵装置及均匀投饵方法”使用自主导航作业船为载体进行均匀投饵，所提出的轨迹规划方法只是针对矩形的作业区域，当遇到五边形甚至是多边形的作业区域时则不再适用。

发明内容

针对上述专利中的不足，本发明提出了一种回状的全覆盖轨迹规划方法，以提高水产养殖的效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种回状的全覆盖轨迹规划方法，包括如下步骤：

第一步是利用GPS采集作业区域的顶点，确定池塘作业区域的平面坐标系；

第二步是通过几何运算，确定作业区域的中心位置的集合；

第三步由工作区域中心位置距离确定一次完整作业的圈数并调整轨迹间距；

第四步是计算回状遍历的目标点，生成作业轨迹；

第五步根据轨迹间距确定均匀投饵的最优抛幅。

进一步，所述第一步的具体过程包括如下内容：

步骤1.1，利用RTK-GPS测定池塘的5个顶点经纬度坐标；

步骤1.2，利用高斯投影公式将5个顶点的经纬度坐标转换为高斯坐标，通过坐标转换将高斯坐标转换为笛卡尔坐标；

步骤1.3，将5个顶点按顺时针方向记作A(x_a,y_a)、B(x_b,y_b)、C(x_c,y_c)、D(x_d,y_d)和E(x_e,y_e)。

3.根据权利要求1所述的一种回状的全覆盖轨迹规划方法，其特征在于，所述第二步的具体过程为：

步骤2.1，计算出5个顶点A、B、C、D、E依次构成的线段AB、BC、CD、DE和EA的中点坐标，分别记作P₁(x_p1,y_p1)和P₂(x_p2,y_p2)，其中，

步骤2.2，计算出AB、BC、CD、DE和EA的斜率，分别记为k_ab和k_bc，其中，