[发明专利]一种植保无人机的自主路径规划方法及装置

权利要求书

1.一种植保无人机的自主路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、在预作业区域边界选定植保无人机的起飞点；

B、规划植保边界飞行路线，植保无人机按照边界飞行路线飞行并获取待作业区域的边界图形区域信息，具体过程如下：

b1：根据植保无人机所装载摄像机的摄像范围确定每次拍摄地块的单位长度L，定义植保无人机沿飞行路线所拍摄的第i段地块为地块A_i；

b2：规划地块A_i的飞行路线；具体过程如下：

b2.1：植保无人机起飞并采集地块A_i的地块图像P_i，i＝1，2，…，n；

b2.2：将地块图像P_i按照不同类型的地形进行图像划分，获取地块图像P_i对应的待作业区域边界信息Q_i；

b2.3：根据植保无人机已飞过路线及步骤b2.2所得待作业区域边界信息Q_i，规划第i+1段地块A_i+1的预飞行路线；

b2.4：植保无人机按照步骤b2.3所制定的地块A_i+1的预飞行路线飞行至第i+1段地块，并采集地块A_i+1的地块图像P_i+1；

b3：重复步骤b2，直至植保无人机回到起飞点；

b4：无人机返回起飞点，形成边界图像区域：当无人机回到飞行起点，无人机飞行过的路径形成一个完整的闭合区域，即无人机待作业的边界图像区域；

C、根据无人机的作业参数信息规划植保无人机在边界图形区域内的作业路径。

2.根据权利要求1所述的植保无人机的自主路径规划方法，其特征在于：当地块A_i为地头转弯位置时，所述步骤b2.3的具体过程如下：

1)：根据植保无人机已飞过路线及待作业区域边界信息Q_i规划多条第i+1段地块A_i+1的预飞行路线；

2)：将植保无人机实时采集的图像信息及多条第i+1段地块A_i+1的预飞行路线发送至飞手端；

3)：飞手选择其中一种第i+1段地块A_i+1的预飞行路线为植保无人机飞行路线；

4)植保无人机按照步骤3)选定的路线进行第i+1段地块飞行。

3.根据权利要求1所述的植保无人机的自主路径规划方法，其特征在于：所述步骤C的具体过程为：

c1：采用自主规划算法根据无人机作业参数信息计算植保无人机飞行作业宽度；无人机作业参数信息包括无人机对地高度和无人机作业覆盖半径；

c2：确定植保无人机作业起点及起飞航向；所述作业起点设于待作业区域边界上，且距离无人机起飞或返回航线所在边界距离有半个作业宽度，所述作业路线起点的航向与无人机采集边界时初始航线方向一致；

c3：根据植保无人机飞行作业宽度制定在边界图形区域内的蛇形作业路线图；所述蛇形作业路线由多条直线路径首尾相接构成，每条直线路径与邻近直线路径距离等于无人机作业覆盖半径。

4.根据权利要求3所述的植保无人机的自主路径规划方法，其特征在于：所述步骤c1的无人机作业参数信息还包括外界影响参数，外界影响参数包括作业区域的风向、风速和湿度。

5.一种植保无人机的自主路径规划装置，包括无人机，其特征在于：还包括：

飞控计算机单元，用于处理图像采集模块所采集的边界信息、依据边界轮廓自主规划飞行路径、在边界区域内自主规划生成作业路径和控制无人机飞行；

无线通信模块，用于接收飞手端对无人机传送的操作指令或是无人机与地面控制站的信息交互；

图像采集模块，用于采集待作业地块的图像信息并传输至飞控计算机单元；

导航模块，用于为无人机提供位置信息并与飞控计算机单元进行信息交互；

测量模块，用于测量无人机高度信息并将高度信息发送至飞控计算机单元；

存储器，用于存储无人机采集的地块边界信息及规划的作业路径信息；

所述飞控计算机单元、无线通信模块、图像采集模块、导航模块、测量模块和存储器均设置在无人机上。