[发明专利]无人机植保作业航线规划方法

说明书

本申请涉及一种无人机植保作业航线规划方法，包括首先采集地块数据和障碍区数据，调整其中的顶点数组数据顺序为顺时针，将地块和障碍区都视为由顶点数据描述的多边形，通过多边形收缩/扩张函数准确计算安全边界，以及通过分割/融合算法函数对地块和障碍区进行分割或融合，从而对大面积的复杂地形进行精确的计算，基于准确的安全边界，规划航线。如此，可高效准确的实现农业作业地块的航线规划，解决了现有技术中无人机飞手能力与面积大、复杂程度高的作业地块之间的矛盾问题，给农业无人机作业带来了极大的便利。

技术领域

本申请涉及无人机控制技术领域，尤其涉及一种无人机植保作业航线规划方法。

背景技术

近年来，随着无人机技术在农业领域应用的逐渐普及，播种、喷药等机械劳动可以通过飞手操控无人机的方式进行作业。然而，随着作业地块的面积增加、作业地块的复杂度增加、地块内部的障碍区增加、作业距离增加等情况的出现，由飞手手动操控的农业无人机难以快速、高效地完成作业任务，航线常常出现遗漏或重复的情况，不能很好地覆盖整个作业地块，给无人机作业带来了极大的技术困难。

发明内容

本申请提供一种无人机植保作业航线规划方法，以解决现有技术中，无人机在农业应用中，无法针对大面积、长距离以及复杂地形进行无人机高效作业的问题。

本申请的上述目的是通过以下技术方案实现的：

本申请实施例提供一种无人机植保作业航线规划方法，包括：

采集地块数据和障碍区数据，并将所述地块数据中的地块顶点数组和所述障碍区数据中的障碍区顶点数组，调整为顺时针顺序；

基于所述地块顶点数组和所述障碍区顶点数组，得到由多边形顶点构成的模拟地块和模拟障碍区，并基于预设多边形收缩/扩张函数，计算所述模拟地块和所述模拟障碍区的安全边界；

基于预设分割/融合算法函数，对所述模拟地块和模拟障碍区进行分割或融合处理，得到优化后的模拟地块边界和模拟障碍区边界；

根据预设航线角度，旋转所述优化后的模拟地块边界和模拟障碍区边界，并基于预设航线间距，得到规划航线的表达式；

将所有与模拟地块和模拟障碍区的交点分别进行标记和排序；

选择所有所述交点中，与无人机当前位置最近的交点作为起始位置，执行预设航点检测循环，得到用完全部航点的目标航线，并将所述目标航线作为规划结果并输出。

进一步的，所述航点检测循环包括：将所述规划航线作为起始目标航线；

检测所述目标航线是否用完全部航点；

若是，将所述规划航线作为规划结果并输出；

若不是，检测同一直线上是否有未用航点；若不存在未用航点，基于最近未用过航点规划得到新航线；若存在未用航点，基于此时位置信息，规划得到新航线；

判断所述新航线是否穿过障碍物，若穿过障碍物，基于预设算法进行避障，得到目标航线；若不穿过障碍物，将所述新航线作为目标航线；

重新检测所述目标航线是否用完全部航点，直至目标航线用完全部航点，停止循环。

进一步的，所述基于预设多边形收缩/扩张函数，计算所述模拟地块和所述模拟障碍区的安全边界，包括：

获取所述模拟地块或所述模拟障碍区中的第一顶点，并找到与所述第一顶点相邻的第二顶点和第三顶点；

将所述第一顶点与所述第二顶点所在的直线作为第一直线；

将所述第一顶点与所述第三顶点所在的直线作为第二直线；

确定到所述第一直线和到所述第二直线距离均为预设值的第四顶点；