[發明專利]自動噴灑弓字形路徑規劃方法及植保機噴灑作業方法

有效

• 申請號: 201610912176.3
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN106568443B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 張杰;陳昱
• 申請（專利權）人: 槃汩工業技術(岳陽)有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/10
• 代理公司: 11421 北京天盾知識產權代理有限公司
• 代理人: 曹靜;葛宏<國際申請>=<國際公布>=<

1.一種自動噴灑弓字形路徑規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

S101，由飛手手動模式下控制植保無人機依次飛到農田的四個頂點A、B、C、D，通過遙控器的開關控制，向植保無人機的飛控系統發送采集坐標的指令，獲得這四個所述頂點的GPS位置坐標，通過這四個所述頂點確定出農田的四條邊界，選取四邊形農田的任意一條邊作為選定邊，所述選定邊的兩個頂點作為任務點，并確定植保無人機的作業高度值；

S102，取與所述選定邊相平行且等間距的一組直線，相鄰直線之間的間距為H，這組直線與所述四邊形農田的其余三條邊的其中兩條邊相交，交點為J，所述交點J為任務點；

S103，將所有所述任務點根據預定規則排序，使各個所述任務點串聯時呈“弓”字形排列，完成路徑規劃；

在采集任一頂點的時候，將無人機飛到指定高度，并采集這個高度值，將這個高度作為自動噴灑時的作業高度值；

S102執行之前還包括有坐標變換的步驟，具體為：

S102-1，根據無人機解鎖時的GPS位置坐標作為原點，并以所述原點作為坐標系原點O，以朝向正南為x軸正方向，以朝向正西為y軸正方向，將頂點A、B、C、D的GPS位置坐標轉換成以米為單位的x/y坐標；

S102-2，利用歐拉變換將x/y坐標系轉換為X/Y坐標系，在所述X/Y坐標系中，以向量的方向為X軸正方向，垂直于向量且朝向C點和B點側為Y軸正方向；

S102-1中，四個所述頂點A、B、C、D在x/y坐標系下的坐標設為(A_x，A_y),(B_x，B_y),(C_x，C_y),(D_x，D_y)，

S102-2中，變換后的四個所述頂點在X/Y坐標系下坐標為(A_X，A_Y)，(B_X，B_Y)，(C_X，C_Y)，(D_X，D_Y)，

設輔助角度α，定義為：

坐標系變換公式為：

，

計算出在X/Y坐標系下三條邊AB、BC、CD的直線方程:

AB邊的直線方程為：

BC邊的直線方程為：

CD邊的直線方程為：

定義噴灑路徑間距H，在X/Y坐標系下取一組直線Y＝Z·H，該組直線與所述選定邊平行，其中，Z為大于等于1的正整數，這組直線與四邊形其余三條邊的其中兩條邊相交，獲得所有交點J₂，J₃，J₄，……J_i……J_Max，其中，2≤i≤Max，Max≥2，J_Max為直線與四邊形最后一個交點，設為J_i點在X/Y坐標系下的坐標值；

將所述農田四邊形上的兩個任務點分別定義為J₀和J₁；

所述預定規則為：所述交點J₂，J₃，J₄，……J_i……J_Max的編號規則為：每條直線與所述農田四邊形的交點排列規則為：依次按照與所述選定邊的任務點J₁相交的邊、與所述選定邊的對邊、與所述選定邊的任務點J₀相交的邊，從小到大順序編號，直線的順序以與選定邊相鄰的直線為起始直線，朝向遠離所述選定邊的直線的方向依次順序編號，然后，對J_i點進行編號調整，當i大于1的時候，將i除以4余數為0的點與i除以4余數為1的點交換X坐標，最后，各任務點根據i值遞增串聯形成“弓”字形；

路徑規劃完成后，對從J₀到J_Max的一系列點的坐標進行歐拉變換的逆變換，得到J'₀到J'_Max的一系列點在x/y坐標系下的坐標，為J_i'在x/y坐標系下的坐標值，

具體變換方式為：

再將J₀到J_Max的一系列點的坐標轉換為真實農田區域的經度坐標及緯度坐標系列點Z₀到Z_Max；

各個任務點拓展為包含各個任務點的區域，當植保無人機依次經過包含各個點的區域時，就視為通過該點，所述區域的半徑可調節。