无人直升机农药喷洒农田作业区域的航迹自动规划方法

摘要

本发明公开了一种无人直升机农药喷洒农田作业区域的航迹自动规划方法，规划多边形农田作业区域任一起始顶点、任一起始航向的局部最优S型航迹规划和任一起始顶点、任一起始航向的局部最优“回”字型航迹，从局部最优S型航迹规划和局部最优“回”字型航迹分别找出全局最优S型航迹和全局最优“回”字型航迹。本发明方法克服了传统人工作业方式中人工规划航迹的不足，使无人直升机能在满足作业任务的前提下，降低各种成本消耗因素，提高喷洒效率。

主权项

1.一种无人直升机农药喷洒农田作业区域的航迹自动规划方法，其特征在于，该方法为：1）利用栅格法数字化多边形农田作业区域，将多边形农田作业区域划分为若干个栅格；所述多边形农田作业区域顶点个数为n；2）为数字化后的多边形农田作业区域建立节点索引矩阵，以每一个栅格为一个节点，将每个栅格的地形信息存入所述节点索引矩阵；3）定义以下代价函数h(n)：$h\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}1,& \overrightarrow{v}\in I\\ 2,& \overrightarrow{v}\in J\\ 3,& \overrightarrow{v}\in K\end{array}\right.;$其中，为无人直升机从当前节点飞行到下一个目标节点的速度向量；I为无人直升机直飞航向向量集合；J为无人直升机侧飞航向向量集合；K为无人直升机斜飞航向向量集合；4）利用启发记忆式方法进行无人直升机航迹搜索，得到多边形农田作业区域所有起始顶点任意起始航向的局部S型最优飞行参考航迹以及多边形农田作业区域所有起始顶点任意起始航向的局部“回”字型最优飞行参考航迹，其中局部S型最优飞行参考航迹和局部“回”字型最优飞行参考航迹分别为2n条；5）分别求解所述步骤4）中的2n条局部S型最优飞行参考航迹的代价值和2n条局部“回”字型最优飞行参考航迹的代价值；将2n条局部S型最优飞行参考航迹中代价值最小的局部S型最优飞行参考航迹定为全局最优S型航迹；将2n条局部“回”字型最优飞行参考航迹中代价值最小的局部“回”字型最优飞行参考航迹定为全局最优“回”字型航迹。