[发明专利]基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法

权利要求书

1.基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、输入无人机出发点和降落点位置及待作业田块边界数据，依次存储各顶点数据，并顺次连接各顶点，得到多边形边界数据；输入无人机飞行作业参数，包括工作幅宽W和工作单元数N；

步骤S2、设定θ初始值和步距角,所述θ为作业方向与竖直方向或水平方向的夹角，θ的初始值为0，步距角为定值α°；

步骤S3、根据θ值确定作业方向，利用与作业方向平行的多条间距为W/2平行线与多边形边界求交，得到多边形填充线，并对多边形填充线进行筛选和处理，得到行中心线；

步骤S4、对行中心线进行延伸处理后，将行中心线分别向两侧平移M次，所述M为N/2再取整后的值，得到每一条行中心线对应的N条初始单元中心线，将初始单元中心线与多边形边界求交，保留初始单元中心线在多边形区域内的部分，为单元中心线；

步骤S5、利用行中心线、单元中心线、工作幅宽W和工作单元数N求得无人机的初始路径信息和工作状态信息；

所述步骤S5具体包括以下步骤：

步骤S5.1、将每一条单元中心线端点分别向对应的行中心线所在直线进行投影，得到多个投影点作为行分割点；

步骤S5.2、在每一个投影点作行中心线所在直线的垂线，相邻垂线之间的区域为行分割区，将每一条单元中心线延伸与每一个行分割区相交，单元中心线在行分割区内的部分为相交段，若相交段处于多边形区域外部，则单元中心线对应的工作单元在行分割区内的工作状态为关闭，若相交段处于多边形区域内部，则单元中心线对应的工作单元在行分割区内的工作状态为开启；

步骤S5.3、将每一个行分割区内的行中心线段作为一个初始路径段，按上述步骤，得到无人机各工作单元在所有初始路径段内对应的工作状态，将所有初始路径段信息和初始路径段对应的无人机各工作单元状态信息进行存储；

步骤S6、对路径进行优化，求得最优路径，将最优路径信息及最优路径对应的无人机各工作单元状态信息进行存储；

步骤S7、判断θ的大小，若θ＜180°，则令θ增加α°，返回步骤步骤S3,若θ≥180°，则进入下一步骤；

步骤S8、比较θ在不同数值时对应的最优路径的总长度，取总长度最短的最优路径为最终作业路径，将最终作业路径和无人机经过最终作业路径时各工作单元对应的工作状态进行对应存储，得到无人机飞行控制信息。

2.根据权利要求1所述的基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的对多边形填充线进行筛选和处理具体包括以下步骤：从多边形区域的一侧开始，取第奇数条多边形填充线作为行中心线，取第偶数行多边形填充线作为行分界线，若多边形区域另一侧最边缘是行分界线，则在最边缘的行分界线外添加一条与行分界线距离为W/2的平行线为行中心线。

3.根据权利要求1所述的基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：对位于同一直线上的但不相连的行中心线进行延伸和合并处理之后，将行中心线分别向两侧平移M次，得到每一条行中心线对应的N条初始单元中心线，将初始单元中心线延伸并与多边形边界求交，保留初始单元中心线在多边形区域内的部分，为单元中心线。

4.根据权利要求1所述的基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

步骤S4.1、对位于同一直线上的但不相连的行中心线进行延伸和合并处理；

步骤S4.2、对行中心线两端点与行中心线两侧的行边界线端点取极值，使行中心线两端进行延伸，若行中心线一侧没有行边界线，则对行中心线两端点与行中心线一侧的行边界线端点和另一侧的多边形顶点取极值，使行中心线向两端进行延伸；

步骤S4.3、将行中心线分别向两侧平移M次，得到每一条行中心线对应的N条初始单元中心线，将初始单元中心线延伸并与多边形边界求交，保留单元中心线在多边形区域内的部分，为单元中心线。