[发明专利]植保无人机的航迹规划方法及装置

摘要

本发明公开一种植保无人机的航迹规划方法及装置，能提高无人机作业的精准性和作业效率，降低重复覆盖率、漏喷率与能量消耗。所述方法包括将待作业区域拟合为凸多边形，建立坐标系，利用栅格对凸多边形对应的区域进行划分，得到由多个栅格区域组成的矩形区域；根据矩形区域得到植保无人机的作业路径，计算作业路径的长度G；计算植保无人机单架次作业的最大路径长度Gm，根据G和Gm计算植保无人机的中途返航次数，计算中途返航次数所对应的植保无人机各架次中途返航点的坐标的有效解；从植保无人机各架次中途返航点的坐标的有效解中选取最优解，以坐标系的原点为起始点，根据最优解和作业路径得到植保无人机的飞行航迹。

主权项

一种植保无人机的航迹规划方法，其特征在于，包括：将待作业区域拟合为凸多边形，根据所述凸多边形建立坐标系，并利用边长为d的栅格对所述凸多边形对应的区域进行划分，得到由多个栅格区域组成的矩形区域，其中，所述凸多边形在所述坐标系中的横坐标不小于0，所述凸多边形在所述坐标系中的纵坐标大于0，所述坐标系的横轴与所述凸多边形的最长边平行，所述最长边在所述坐标系中的纵坐标为d，所述最长边的一个端点在所述坐标系的纵轴上，所述矩形区域在所述坐标系中的横坐标不小于0，所述矩形区域在所述坐标系中的纵坐标大于0，所述矩形区域的短边边界的长度为hd，所述矩形区域的一条短边边界位于所述纵轴上，所述矩形区域的长边边界的长度为fd，所述矩形区域的一条长边边界与所述横轴的距离为d，d为植保无人机的喷施幅度的一半，h和f为正整数；根据所述矩形区域得到植保无人机的作业路径，并计算所述作业路径的长度G，其中，所述作业路径由所述矩形区域中与所述纵轴平行且与所述纵轴的距离为d的奇数倍的第一线段，以及连接所述第一线段中相邻线段的第二线段组成，任一第一线段与任一第二线段垂直，所述作业路径的起始点为与所述纵轴的距离为d的第一线段的端点中与所述坐标系的原点距离较近的端点；计算植保无人机单架次作业的最大路径长度Gm，根据所述G和Gm计算植保无人机的中途返航次数，并计算所述中途返航次数所对应的植保无人机各架次中途返航点的坐标的有效解；从植保无人机各架次中途返航点的坐标的有效解中选取最优解，以所述坐标系的原点为起始点，根据所述最优解和作业路径得到植保无人机的飞行航迹，其中，该最优解所对应的中途返航路线总长度为所述有效解所对应的中途返航路线总长度中的最小值；所述根据所述G和Gm计算植保无人机的中途返航次数，包括：比较所述G和Gm的大小，若所述Gm小于G，则计算G/Gm的值；判断所述G/Gm的值是否为整数，若不为整数，则确定出所述植保无人机的中途返航次数为[G/Gm]；所述计算所述中途返航次数所对应的植保无人机各架次中途返航点的坐标的有效解，包括：在所述作业路径上选取[G/Gm]个第一中途返航点，其中，所述第一中途返航点与所述作业路径的起始点的距离为所述Gm的第一数值倍，所述第一数值为大于0的整数；将所述第一中途返航点沿着所述作业路径的反方向移动第二数值的距离，得到第二中途返航点，并将所述第一中途返航点和第二中途返航点作为所述植保无人机各架次中途返航点的坐标的有效解，其中，在所述作业路径上，所述第二中途返航点、所述作业路径的原点，以及所述作业路径的终点中任意相邻的两点之间的作业路径的长度大于0，且不大于Gm。