[發(fā)明專利]一種基于無人機(jī)的景觀植物的播種方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710400513.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN107179776B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃小毛;廖宜濤;龍長江;馬麗娜;丁幼春;廖慶喜;鄧宇飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 42250 武漢泰山北斗專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 程千慧

1.一種基于無人機(jī)的景觀植物的播種方法，包括以下步驟：

步驟S1、確定待種植物種植區(qū)域的圖案形狀，得到邊界數(shù)據(jù)P1；

步驟S2、確定待種植物地塊區(qū)域的坐標(biāo)，得到邊界數(shù)據(jù)P2；

步驟S3、對(duì)邊界數(shù)據(jù)P1進(jìn)行調(diào)整，使邊界數(shù)據(jù)P1與邊界數(shù)據(jù)P2在地理方位和區(qū)域大小上匹配，得到用于播種的區(qū)域邊界數(shù)據(jù)P3；

步驟S4、輸入無人機(jī)的工作參數(shù)及用于播種的區(qū)域邊界數(shù)據(jù)P3，通過飛播路徑規(guī)劃算法，獲得無人機(jī)的飛播播種最優(yōu)路徑及最優(yōu)路徑對(duì)應(yīng)的無人機(jī)各工作單元狀態(tài)信息；

步驟S5、無人機(jī)按照最優(yōu)路徑及最優(yōu)路徑對(duì)應(yīng)的無人機(jī)各工作單元狀態(tài)信息，實(shí)施自主飛播作業(yè)；

所述步驟S4具體包括以下步驟：

步驟S4.1、輸入無人機(jī)出發(fā)點(diǎn)和降落點(diǎn)位置及無人機(jī)的工作幅寬W、工作單元數(shù)N和作業(yè)方向θ，依次存儲(chǔ)邊界數(shù)據(jù)P3的各頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，并順次連接各頂點(diǎn)，得到邊界數(shù)據(jù)P3對(duì)應(yīng)的多邊形區(qū)域Z；

步驟S4.2、設(shè)置一組與作業(yè)方向平行、間距為W的平行線組為行中心線組，且行中心線組覆蓋多邊形區(qū)域Z；

步驟S4.3、將每一條行中心線分別向兩側(cè)平移M次，所述M為N/2再取整后的值，包括原始行中心線和平移后的行中心線，得到每一條行中心線對(duì)應(yīng)的N條單元中心線，通過直線與多邊形求交算法，求取每一條單元中心線與多邊形區(qū)域Z的交點(diǎn)，并沿作業(yè)方向做交點(diǎn)配對(duì)檢查，剔除未成功配對(duì)的交點(diǎn)，得到交點(diǎn)數(shù)組；

步驟S4.4、利用交點(diǎn)數(shù)組、行中心線、單元中心線、工作幅寬W和工作單元數(shù)N求得無人機(jī)的初始路徑信息和工作單元狀態(tài)信息；

步驟S4.5、對(duì)路徑進(jìn)行排序，求得無人機(jī)的飛播播種最優(yōu)路徑，將最優(yōu)路徑及最優(yōu)路徑對(duì)應(yīng)的無人機(jī)各工作單元狀態(tài)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的景觀植物的播種方法，其特征在于，所述步驟S4.3具體為，

步驟S4.31、對(duì)N進(jìn)行判斷，若N為奇數(shù)，將每一條行中心線分別向兩側(cè)平移M次，每次平移距離為W/N，包括原始行中心線和平移后的行中心線，獲得每一條行中心線對(duì)應(yīng)的N條單元中心線；若N為偶數(shù)，將行中心分別向兩側(cè)平移M次，首次平移距離為W/(2×N)，以后每次平移距離為W/N，平移后得到行中心線對(duì)應(yīng)的N條單元中心線；

步驟S4.32、通過直線與多邊形求交算法，求取每一條單元中心線與多邊形區(qū)域Z的交點(diǎn)，并沿作業(yè)方向做交點(diǎn)配對(duì)檢查，剔除未成功配對(duì)的交點(diǎn)，得到交點(diǎn)數(shù)組。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無人機(jī)的景觀植物的播種方法，其特征在于，所述步驟S4.32中的中交點(diǎn)配對(duì)檢查具體為：沿作業(yè)方向分別遍歷每一單元中心線與多邊形區(qū)域Z的交點(diǎn)，計(jì)算當(dāng)前交點(diǎn)與相鄰交點(diǎn)的中點(diǎn)，判斷中點(diǎn)與多邊形區(qū)域Z的包含關(guān)系，若中點(diǎn)在多邊形區(qū)域Z內(nèi)部，則視為配對(duì)成功；否則視當(dāng)前交點(diǎn)為孤點(diǎn)，將其剔除。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的景觀植物的播種方法，其特征在于，所述步驟S4.4具體為：

步驟S4.41、將交點(diǎn)數(shù)組內(nèi)所有交點(diǎn)向行中心線投影，得到多個(gè)投影點(diǎn)，將投影點(diǎn)作為行分割點(diǎn)；

步驟S4.42、在每一個(gè)行分割點(diǎn)作行中心線所在直線的垂線，相鄰垂線之間的區(qū)域?yàn)樾蟹指顓^(qū)，將每一條單元中心線延伸與每一個(gè)行分割區(qū)相交，單元中心線在行分割區(qū)內(nèi)的部分為相交段，若相交段處于多邊形區(qū)域外部，則單元中心線對(duì)應(yīng)的工作單元在行分割區(qū)內(nèi)的工作狀態(tài)為關(guān)閉，若相交段處于多邊形區(qū)域內(nèi)部，則單元中心線對(duì)應(yīng)的工作單元在行分割區(qū)內(nèi)的工作狀態(tài)為開啟；

步驟S4.43、將每一個(gè)行分割區(qū)內(nèi)的行中心線段作為一個(gè)初始路徑段，按上述步驟，得到無人機(jī)各工作單元在所有初始路徑段內(nèi)對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)，將所有初始路徑段信息和初始路徑段對(duì)應(yīng)的無人機(jī)各工作單元狀態(tài)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。