[发明专利]无人直升机农药喷洒农田作业区域的航迹自动规划方法

权利要求书

1.一种无人直升机农药喷洒农田作业区域的航迹自动规划方法，其特征在于，该方法为：

1）利用栅格法数字化多边形农田作业区域，将多边形农田作业区域划分为若干个栅格；所述多边形农田作业区域顶点个数为n；

2）为数字化后的多边形农田作业区域建立节点索引矩阵，以每一个栅格为一个节点，将每个栅格的地形信息存入所述节点索引矩阵；

3）定义以下代价函数h(n)：

h(n)=1,v→∈I2,v→∈J3,v→∈K;]]>

其中，为无人直升机从当前节点飞行到下一个目标节点的速度向量；I为无人直升机直飞航向向量集合；J为无人直升机侧飞航向向量集合；K为无人直升机斜飞航向向量集合；

4）利用启发记忆式方法进行无人直升机航迹搜索，得到多边形农田作业区域所有起始顶点任意起始航向的局部S型最优飞行参考航迹以及多边形农田作业区域所有起始顶点任意起始航向的局部“回”字型最优飞行参考航迹，其中局部S型最优飞行参考航迹和局部“回”字型最优飞行参考航迹分别为2n条；

5）分别求解所述步骤4）中的2n条局部S型最优飞行参考航迹的代价值和2n条局部“回”字型最优飞行参考航迹的代价值；将2n条局部S型最优飞行参考航迹中代价值最小的局部S型最优飞行参考航迹定为全局最优S型航迹；将2n条局部“回”字型最优飞行参考航迹中代价值最小的局部“回”字型最优飞行参考航迹定为全局最优“回”字型航迹。

2.根据权利要求1所述的无人直升机农药喷洒农田作业区域的航迹自动规划方法，其特征在于，局部S型最优飞行参考航迹的获取方法为：

1）选择多边形农田作业区域一个顶点作为起始顶点并选择一条航向作为起始航向，将与起始顶点距离最近的节点作为当前节点。

2）搜索与无人直升机飞行的当前节点相邻的所有节点，寻找满足约束条件的节点，将满足约束条件的相邻节点作为下一可能的目标节点；满足约束条件是指：在与当前节点相邻的节点中，寻找各个相邻节点在节点索引矩阵内对应的数值，数值最小的相邻节点即满足约束条件；

3）判断当前节点是否为转弯点，若是，则依次计算从当前节点到下一可能的目标节点的速度向量，选择与当前直飞航向向量夹角最小的节点作为下一个目标节点，进入步骤6）；若当前节点不是转弯点，则进入步骤4）；

4）利用代价函数h(n)计算从当前节点到所有下一可能的目标节点的代价值；

5）选择代价值最小的可能的目标节点作为下一个目标节点；

6）将所得到的下一个目标节点在所述节点索引矩阵内的值加1，表示此节点被探访一次，并将此节点放入到航迹节点序列表内；

7）将所得到的下一个目标节点作为下一次循环的当前节点，重复步骤2）～步骤6），直到遍历完数字化后的多边形农田作业区域内的所有节点，得到一条局部S型最优飞行参考航迹；

8）重复步骤1）～7），遍历多边形农田作业区域所有顶点，分别规划出每一个顶点的局部S型最优飞行参考航迹，得到2n条局部S型最优飞行参考航迹。