[发明专利]自动喷洒弓字形路径规划方法及植保机喷洒作业方法

摘要

本发明公开了一种自动喷洒弓字形路径规划方法，包括如下步骤S101，植保无人机逐个获取待作业四边形农田的四个端点A、B、C、D的位置坐标，并确定植保无人机的作业高度值；S102，取与四边形某选定边相平行的等间距的一组直线，间距为H，这组直线与所选定边的两侧边至少有一个交点J；S103，将各交点排序，使各个交点串联时呈弓字形排列，完成路径规划。通过弓字形的喷洒药物，可以降低飞手的工作强度，也可以提高植保无人机的自动喷洒效率。

主权项

1.一种自动喷洒弓字形路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS101，由飞手手动模式下控制植保无人机依次飞到农田的四个顶点A、B、C、D，通过遥控器的开关控制，向植保无人机的飞控系统发送采集坐标的指令，获得这四个所述顶点的GPS位置坐标，通过这四个所述顶点确定出农田的四条边界，选取四边形农田的任意一条边作为选定边，所述选定边的两个顶点作为任务点，并确定植保无人机的作业高度值；/nS102，取与所述选定边相平行且等间距的一组直线，相邻直线之间的间距为H，这组直线与所述四边形农田的其余三条边的其中两条边相交，交点为J，所述交点J为任务点；/nS103，将所有所述任务点根据预定规则排序，使各个所述任务点串联时呈“弓”字形排列，完成路径规划；/n在采集任一顶点的时候，将无人机飞到指定高度，并采集这个高度值，将这个高度作为自动喷洒时的作业高度值；/nS102执行之前还包括有坐标变换的步骤，具体为：/nS102-1，根据无人机解锁时的GPS位置坐标作为原点，并以所述原点作为坐标系原点O，以朝向正南为x轴正方向，以朝向正西为y轴正方向，将顶点A、B、C、D的GPS位置坐标转换成以米为单位的x/y坐标；/nS102-2，利用欧拉变换将x/y坐标系转换为X/Y坐标系，在所述X/Y坐标系中，以向量的方向为X轴正方向，垂直于向量且朝向C点和B点侧为Y轴正方向；/nS102-1中，四个所述顶点A、B、C、D在x/y坐标系下的坐标设为(A_x，A_y),(B_x，B_y),(C_x，C_y),(D_x，D_y)，/nS102-2中，变换后的四个所述顶点在X/Y坐标系下坐标为(A_X，A_Y)，(B_X，B_Y)，(C_X，C_Y)，(D_X，D_Y)，/n设辅助角度α，定义为：/n /n坐标系变换公式为：/n /n /n /n ，/n计算出在X/Y坐标系下三条边AB、BC、CD的直线方程:/nAB边的直线方程为：/nBC边的直线方程为：/nCD边的直线方程为：/n定义喷洒路径间距H，在X/Y坐标系下取一组直线Y＝Z·H，该组直线与所述选定边平行，其中，Z为大于等于1的正整数，这组直线与四边形其余三条边的其中两条边相交，获得所有交点J₂，J₃，J₄，……J_i……J_Max，其中，2≤i≤Max，Max≥2，J_Max为直线与四边形最后一个交点，设为J_i点在X/Y坐标系下的坐标值；/n将所述农田四边形上的两个任务点分别定义为J₀和J₁；/n所述预定规则为：所述交点J₂，J₃，J₄，……J_i……J_Max的编号规则为：每条直线与所述农田四边形的交点排列规则为：依次按照与所述选定边的任务点J₁相交的边、与所述选定边的对边、与所述选定边的任务点J₀相交的边，从小到大顺序编号，直线的顺序以与选定边相邻的直线为起始直线，朝向远离所述选定边的直线的方向依次顺序编号，然后，对J_i点进行编号调整，当i大于1的时候，将i除以4余数为0的点与i除以4余数为1的点交换X坐标，最后，各任务点根据i值递增串联形成“弓”字形；/n路径规划完成后，对从J₀到J_Max的一系列点的坐标进行欧拉变换的逆变换，得到J'₀到J'_Max的一系列点在x/y坐标系下的坐标，为J_i'在x/y坐标系下的坐标值，/n具体变换方式为：/n /n再将J₀到J_Max的一系列点的坐标转换为真实农田区域的经度坐标及纬度坐标系列点Z₀到Z_Max；/n各个任务点拓展为包含各个任务点的区域，当植保无人机依次经过包含各个点的区域时，就视为通过该点，所述区域的半径可调节。/n