[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

说明书

本发明公布一种基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法，包括以下步骤：1、输入田块数据和作业参数；2、设定θ初始值和步距角，确定作业方向；3、计算行中心线；4、获得单元中心线；5、求得初始路径和对应的单元工作状态；6、求得使总遍历距离之和最小的路径，并存储为该作业方向下的最优路径；7、判断θ是否小于180°，若是，令θ增加一个步距角，返回步骤3,若否，则进入下一步；8、比较θ在不同数值时对应的最优路径，选择最短者为最终作业路径，与单元工作状态进行对应存储，得到无人机飞行控制信息。本发明实现了农用无人机在田间尤其是田块边界附近区域作业时的精准控制，提高了农药、化肥等消耗品的利用率。

技术领域

本发明涉及一种农业设备控制领域，具体涉及一种基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法。

背景技术

随着技术的不断进步，多旋翼无人机在农业中的应用越来越广泛。在利用无人机对某一田块实施植保、施肥、播种等全覆盖作业时，人工遥控操作难度大，作业重复率及遗漏率大。当作业机具工作幅宽较大、带有多个工作单元时，由于不能做到按需独立启停实时启停，在田块边界附近区域的作业误差量大，不仅造成农药、化肥、种子等消耗品的浪费，而且还造成局部区域的作业遗漏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

基于工作单元按需独立启停的农用无人机精确控制方法，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。

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在不同的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。

进一步的，所述步骤S1具体为，输入待作业田块边界数据，通过坐标格式转换，将原始经纬度数据转换成直角坐标系数据，并按照外边界以逆时针方向、内边界以顺时针方向的顺序依次存储各顶点。

进一步的，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；