[发明专利]一种农业植保无人机飞行路线优化方法

说明书

本发明公开了一种农业植保无人机飞行路线优化方法，涉及智能控制领域。包括：获取目标农田图像和加药点位置；获取单位时间内药剂消耗量、无人机的飞行速度、可携带药剂总量和可飞行时间；获取无人机所有的模拟路线，计算每条模拟路线的重复程度确定待选路线；获取每条待选路线中的断点位置；计算该待选路线的时间损失程度和拐点数量计算该待选路线的优选程度；将优选程度最大的待选路线作为无人机喷洒飞行路线控制无人机进行药剂喷洒。本发明通过对各待选路线的时间损失以及拐点数量两个方面计算优选程度，对不同需求下的成本的权重进行调整增加无人机控制系统的灵活性。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，具体涉及一种农业植保无人机飞行路线优化方法。

背景技术

农业植保无人机主要广泛用于农业方面，所谓植保即植物保护，是植保机械围绕作物的病虫草害进行防治的作业过程。其过程是通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等操作流程的。

由于无人机可以携带的药量有限以及无人机续航能力有限，我们期望在无人机的喷洒过程中可以尽量减少药量的损失量，尽量减少无人机的无效飞行长度，也就是减少无人机不携带药剂的飞行长度，即需要为无人机设计一套程序控制系统来达到这个期望目的，但是由于现有技术中无人机的飞行过程多为人工操作，不能很好的考虑到人工控制无人机的轨迹是否能够尽可能的减少药剂的损失和尽可能快的无人机作业时间，会造成药剂的浪费和无人机的无效作业时间。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种农业植保无人机飞行路线优化方法，包括：

获取目标农田图像，并确定加药点位置；

利用无人机轨迹模拟得到无人机在目标农田图像中的所有模拟路线，且每条模拟路线全覆盖目标农田图像中的所有像素点；

利用每条模拟路线的轨迹对该模拟路线上的像素点的灰度值进行重新赋值得到每条模拟路线的飞行轨迹灰度图；

所述模拟路线的飞行轨迹灰度图中，若飞行轨迹只经过该像素点一次，将该像素点的灰度值赋值为0，飞行轨迹每重复经过像素点一次，将该像素点的灰度值进行加1处理；

根据每条模拟路线的飞行轨迹灰度图中像素点的灰度值和非零像素点的数量计算每条模拟路线的重复程度，提取出重复程度为0的模拟路线作为待选路线；

获取无人机的飞行速度、单位时间内药剂消耗量和可携带的药剂总量拟合得到无人机的可飞行时间，根据无人机的可飞行时间确定每条待选路线中所有的无人机断点位置；

获取每条待选路线上每个断点到加药点之间的断点距离，根据每条待选路线上断点距离、断点的数量以及无人机的飞行速度计算该待选路线的时间损失程度；

根据每条待选路线的时间损失程度计算该待选路线的优选程度，将优选程度最大的待选路线作为无人机路线；

将无人机路线对应的模拟器参数输入无人机的模拟器中控制无人机进行药剂喷洒。

一种农业植保无人机飞行路线优化方法还包括：

提取每条待选路线上的拐点，利用每条待选路线的时间损失程度和拐点数量对该待选路线的优选程度进行修正，得到每条待选路线最终的优选程度。

利用每条待选路线的时间损失程度和拐点数量对该待选路线的优选程度进行修正的计算公式如下：

式中：为第条待选路线修正后的最终的优选程度，表示第条模拟路线上的时间损失程度，表示第条待选路线上的拐点数量。

根据每条模拟路线中像素点的灰度值和非零像素点的数量计算每条模拟路线的重复程度的方法如下：