[发明专利]一种无人机作业边界的确定方法及装置

说明书

本发明公开了一种无人机作业边界的确定方法及装置，涉及无人机技术领域，为解决现有技术中植保无人机作业效率较低的问题而发明。该方法主要包括：获取种植区域的种植区域顶点经纬坐标对应的种植区域顶点平面坐标；根据预置边界内缩算法，对种植区域多边形进行内缩，获取内缩后的作业顶点平面坐标；遍历作业多边形的顶点和边，计算交点坐标，将交点坐标插入作业顶点平面坐标之间生成可选边界坐标集；确定面积最大的有效多边形包含的顶点坐标为作业边界顶点平面坐标；根据预置投影算法的逆算法，将作业边界顶点平面坐标转换为作业边界顶点经纬坐标，并根据作业边界顶点经纬坐标生成无人机作业边界。本发明主要应用于植保无人机路线规划的过程中。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机作业边界的确定方法及装置。

背景技术

植保无人机是应用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，通常在作业区域内根据设定的航线自动飞行进行作业。植保无人机对应的种植区域面积较大，相对而言植保无人机的体积较小，所以植保无人机的作业路线被规划成来回往复的形如“Π”的形状。采用自主飞行模式进行作业之前，需要规划植保无人机的作业路线。

由于飞行惯性作用，植保无人机在制动后还会沿着原有的飞行路线继续飞行。在满足植保需求的基础上，借助飞行惯性作用，对种植区域进行内缩，确定种植区域内部的作业边界，使得植保无人机的飞行作业区域面积最小，以减少植保无人机的作业消耗。

现有技术中，采集种植区域的顶点，对根据各个顶点构成的多边形进行内缩，其内缩方式具体为：计算多边形各个原顶点之间每条边的向量、每条边的单位向量和相邻两条边原顶点对应的正弦值，然后根据预置内缩距离、预置顶点内缩公式和正弦值，计算与各个原顶点对应的内缩顶点，按照原顶点的顺序，将其对应的内缩顶点构成的作业边界。经上述方法，生成的作业边界的各边可能存在交叉，根据该作业边界规划作业路线会导致植保无人机在种植区域内重复飞行，导致植保无人机作业效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种无人机作业边界的确定方法及装置，主要目的在于解决现有技术中植保无人机作业效率较低的问题。

依据本发明一个方面，提供了一种无人机作业边界的确定方法，包括：

沿预置方向，依次获取种植区域的种植区域顶点经纬坐标；

根据预置投影算法，将所述种植区域顶点经纬坐标转换为种植区域顶点平面坐标；

根据预置边界内缩算法，对种植区域多边形进行内缩，并获取内缩后的作业顶点平面坐标，所述种植区域多边形是所述种植区域顶点平面坐标按照所述预置方向依次连接构成的多边形，所述作业顶点平面坐标与所述种植区域顶点平面坐标一一对应；

遍历作业多边形的所述作业顶点平面坐标和各个作业边，计算所述各个作业边之间交点的交点坐标，并按照所述遍历顺序依次将所述交点坐标插入所述作业顶点平面坐标之间生成可选边界坐标集，所述作业多边形是指所述作业顶点平面坐标依次连接构成的多边形；

确定面积最大的有效多边形包含的顶点坐标为作业边界顶点平面坐标，所述有效多边形是指依次选取所述可选边界坐标集的坐标点构成的多边形中，坐标点排列顺序方向与所述预置方向相同的多边形；

根据所述预置投影算法的逆算法，将所述作业边界顶点平面坐标转换为作业边界顶点经纬坐标，并根据所述作业边界顶点经纬坐标生成无人机作业边界。

进一步地，所述根据预置投影算法，将所述种植区域顶点经纬坐标转换为种植区域顶点平面坐标之后，所述方法还包括：

如果所述种植区域顶点平面坐标中的任意两个坐标的坐标位置等同，则对所述种植区域顶点平面坐标进行去重，所述坐标位置等同是指所述种植区域顶点平面坐标中任意两个坐标之间的欧式距离小于预置距离。

进一步地，所述根据预置边界内缩算法，对种植区域多边形进行内缩，并获取内缩后的作业顶点平面坐标，包括：