[发明专利]一种农用植保无人机喷施过程中多障碍、小障碍下的避障方法及无人机

摘要

本发明涉及一种农用植保无人机喷施过程中多障碍、小障碍下的避障方法及无人机，属于无人机飞行路线规划领域。为了解决现有技术的无人机喷施飞行路线规划方法未能选择适合无人机机动特性的避障路径，未考虑到无人机需飞回原路线进行喷施，而导致重喷漏喷面积过多的缺点。植保无人机喷施过程中多障碍下的避障方法包括：将飞行路径的起点和终点连接，形成一条直线段；判断直线段是否与障碍圆相交；若相交，生成与直线段和障碍圆同时相切的最小转弯圆,根据直线段、障碍圆以及最小转弯圆确定复数个可选的飞行路径；根据飞行路径的长度及重喷漏喷面积所计算出的适应值大小来选出最佳的飞行路径。本发明适用于农用植保无人机喷施作业过程的航线规划。

主权项

1.一种农用植保无人机喷施过程中多障碍下的避障方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1)将飞行路径的起点和终点连接，形成一条用于表示原飞行路线的直线段；/n步骤2)判断所述直线段是否与障碍圆相交，若不相交，则按原路线直线飞行，若相交，则执行步骤3)；所述障碍圆是用于表示障碍物位置和大小特征的模型；将与所述直线段相交的障碍圆称为目标障碍圆；/n步骤3)生成复数个与所述直线段与所述目标障碍圆同时相切的最小转弯圆；所述最小转弯圆的半径为无人机的最小转弯半径；/n步骤4)根据所述直线段、所述目标障碍圆以及所述最小转弯圆确定复数个可选的飞行路径并计算路径的长度以及与所述可选的飞行路径对应的重喷漏喷面积，并将数据进行归一化处理；/n所述步骤4)中，每条可选的飞行路径的长度的计算公式为：/n /n其中N为必须躲避的障碍总数，N₁ 是障碍圆与最小转弯圆异侧的障碍圆个数，N₂ 是障碍圆与最小转弯圆同侧的情况，且满足N₁+N₂＝N；b为所述直线段的长度；R_i为第i个障碍圆的半径；R_z为无人机的最小转弯半径；L_i为第i个障碍圆的圆心到所述直线段的垂线段距离；所述第i个障碍圆半径R_i满足公式R_i＝Rd+R1，其中Rd为第i个障碍圆的中心到最边缘的距离，Rl为无人机需要与障碍物保持的安全距离；/n步骤4)中与每条飞行路径对应的重喷漏喷面积的计算公式为：/n /n步骤5)将所述复数个可选路径作为初始种群，计算出适应值的大小；/n步骤6)使用遗传算法的选择、交叉、变异操作，当满足迭代次数或者满足预定的适应值大小条件时，输出最佳的搜索路径；/n