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专利号: 2019109201085
申请人: 南京林业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种航空施药区域全覆盖路径规划方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1、在施药系统中输入施药区域顶点的经纬度信息和飞机的施药喷幅宽度;

S2、将施药区域顶点的经纬度信息转换为米制坐标系,并在米制坐标系中确定施药区域;

S3、计算施药区域中每条边的长度,经过对比找到施药区域中最长的边,通过施药区域中最长的边得到最短的施药航线;

S4、通过计算得到最短的转弯航线;

S5、通过步骤S3得到的最短施药航线和步骤S4得到的最短转弯航线规划得到最优的施药区域全覆盖路径。

2.如权利要求1所述的航空施药区域全覆盖路径规划方法,其特征在于:所述步骤S1中的施药系统包括信号采集模块、操作显示模块、控制模块;信号采集模块、操作显示模块均与控制模块连接;所述信号采集模块包括GPS模块;所述操作显示模块包括操作显示板、GSM通信模块和手机APP,手机APP与GSM通信模块无线连接;所述控制模块包括单片机;GPS模块的信号输出端与单片机的信号输入端连接,操作显示板的信号端、GSM通信模块的信号端与单片机的信号端双向连接。

3.如权利要求2所述的航空施药区域全覆盖路径规划方法,其特征在于:所述单片机的型号为STM32F103VET6;所述GPS模块设置在飞机顶部,GPS模块与单片机的P1.2串口电性连接;所述操作显示板与单片机的P1.6串口电性连接;所述GSM通信模块与单片机的P1.7串口电性连接。

4.如权利要求3所述的航空施药区域全覆盖路径规划方法,其特征在于:所述步骤S2中确定施药区域包括以下步骤:S21、根据输入的施药区域顶点的经纬度,以第一个顶点为坐标原点,以第一个顶点和第二个顶点的连线为x轴,建立米制平面直角坐标系Z0;

S22、依次把施药区域顶点转换成平面直角坐标系Z0中的坐标,再依次连接所有坐标点,得到的多边形区域即为施药区域。

5.如权利要求4所述的航空施药区域全覆盖路径规划方法,其特征在于:所述步骤S3中得到最短的施药航线包括以下步骤:S31、在平面直角坐标系Z0中计算施药区域边缘所有边的长度,其计算公式为:S32、将计算出的所有边的长度进行对比,选出最长边;

S33、以最长边两个端点中其中一个端点为起始点,延最长边的长度方向进行施药作业的施药航线为最短施药航线。

6.如权利要求5所述的航空施药区域全覆盖路径规划方法,其特征在于:所述步骤S4中得到最短的转弯航线包括以下步骤:S41、以最长边为x轴,以最长边的一个端点为原点,建立平面直角坐标系Z1;

S42、将平面直角坐标系Z0中的坐标点按照新的坐标系Z1转换坐标,得到新的坐标点G1、G2、G3、……、Gn-1、Gn,其中,G1、G2为最长边两个端点的坐标点,G1为原点;

S43、在平面直角坐标系Z1中,找到距离x轴最远的点Ga点,Ga点的横坐标为Xa,Ga点的纵坐标为Ya;

S44、用Ga点的纵坐标Ya除以喷幅宽度,其结果取整数后加1,即得到施药航线的条数m,并判断m的奇偶性;

S45、用Ga点的横坐标Xa与G2点的横坐标X2的中点对比,判断Xa是否大于或者等于0.5倍的X2;当m为奇数, 时,则以G2点为起始点,延G2点到G1点的方向施药其转弯航线最短;当m奇数, 时,则以G1点为起始点,延G1点到G2点的方向施药其转弯航线最短;当m为偶数, 时,则以G1点为起始点,延G1点到G2点的方向施药其转弯航线最短;当m为偶数, 时,则以G2点为起始点,延G2点到G1点的方向施药其转弯航线最短。