植保无人机精准覆盖航迹规划算法设计与验证

植保无人机作业航线规划中,应尽量降低无人机能耗、减少药液的浪费。为此,提出了一种航线规划算法,在保证无漏喷的前提下,基于贯穿线理论分析可知,以待作业区域边界为起始边进行作业航线规划时可获得较少转弯次数和冗余覆盖率;利用转弯区域的平行四边形理论,求解可完全覆盖作业区域的最小平行四边形,获得最小的冗余覆盖率;构建作业航线覆盖区域边界,精确计算重喷率和误喷率。基于该算法开发航迹规划软件,可自动推荐最优作业航线,也可由使用者手动选择;提出最优航线选择时应对各个目标参数加权评优,从而选择最优作业航线。算法验证结果表明:待作业区域为面积983.125m^(2)的不规则凸五边形时,将漏喷率降低至0,作业方向相同的情况下,最多减少作业过程中航线总长度39.41m,即减少15.49%作业航线总长度,获得了12.24%的最小冗余覆盖率。经过加权评分之后推荐的最优作业航线的起始作业方向为A_(4)A_(3),转弯次数为6次,作业航线总长度为240.51m,冗余覆盖率为13.47%,重喷率为5.94%,误喷率为7.53%,综合评分为4.39。