[发明专利]一种航空施药区域全覆盖路径规划方法

权利要求书

1.一种航空施药区域全覆盖路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在施药系统中输入施药区域顶点的经纬度信息和飞机的施药喷幅宽度；

S2、将施药区域顶点的经纬度信息转换为米制坐标系，并在米制坐标系中确定施药区域；

S3、计算施药区域中每条边的长度，经过对比找到施药区域中最长的边，通过施药区域中最长的边得到最短的施药航线；

S31、在平面直角坐标系Z₀中计算施药区域边缘各边的长度，其计算公式为：

S32、将计算出的各边的长度进行对比，选出最长边；

S33、以最长边两个端点中其中一个端点为起始点，延最长边的长度方向进行施药作业的施药航线为最短施药航线；

S4、通过计算得到最短的转弯航线；

S41、以最长边为x轴，以最长边的一个端点为原点，建立平面直角坐标系Z₁；

S42、将平面直角坐标系Z₀中的坐标点按照新的坐标系Z₁转换坐标，得到新的坐标点G₁、G₂、G₃、……、G_n-1、G_n，其中，G₁、G₂为最长边两个端点的坐标点，G₁为原点；

S43、在平面直角坐标系Z₁中，找到距离x轴最远的点G_a点，G_a点的横坐标为x_a,G_a点的纵坐标为y_a；

S44、用G_a点的纵坐标y_a除以喷幅宽度，其结果取整数后加1，即得到施药航线的条数m，并判断m的奇偶性；

S45、用G_a点的横坐标x_a与G₂点的横坐标x₂的中点对比，判断x_a是否大于或者等于0.5倍的x₂；当m为奇数，时,则以G₂点为起始点，延G₂点到G₁点的方向施药其转弯航线最短；当m奇数，时,则以G₁点为起始点，延G₁点到G₂点的方向施药其转弯航线最短；当m为偶数，时，则以G1点为起始点，延G₁点到G₂点的方向施药其转弯航线最短；当m为偶数，时，则以G₂点为起始点，延G₂点到G₁点的方向施药其转弯航线最短；

S5、通过步骤S3得到的最短施药航线和步骤S4得到的最短转弯航线规划得到最优的施药区域全覆盖路径。

2.如权利要求1所述的航空施药区域全覆盖路径规划方法，其特征在于：所述步骤S1中的施药系统包括信号采集模块、操作显示模块、控制模块；信号采集模块、操作显示模块均与控制模块连接；所述信号采集模块包括GPS模块；所述操作显示模块包括操作显示板、GSM通信模块和手机APP，手机APP与GSM通信模块无线连接；所述控制模块包括单片机；GPS模块的信号输出端与单片机的信号输入端连接，操作显示板的信号端、GSM通信模块的信号端与单片机的信号端双向连接。

3.如权利要求2所述的航空施药区域全覆盖路径规划方法，其特征在于：所述单片机的型号为STM32F103VET6；所述GPS模块设置在飞机顶部，GPS模块与单片机的P1.2串口电性连接；所述操作显示板与单片机的P1.6串口电性连接；所述GSM通信模块与单片机的P1.7串口电性连接。

4.如权利要求3所述的航空施药区域全覆盖路径规划方法，其特征在于：所述步骤S2中确定施药区域包括以下步骤：

S21、根据输入的施药区域顶点的经纬度，以第一个顶点为坐标原点，以第一个顶点和第二个顶点的连线为x轴，建立米制平面直角坐标系Z₀；

S22、依次把施药区域顶点转换成平面直角坐标系Z₀中的坐标，再依次连接所有坐标点，得到的多边形区域即为施药区域。