结合混合粒子群算法的植保无人机航线设计方法

摘要

随着农业航空技术的发展,自主化作业方式成为了目前农业航空领域的研究热点.植保无人机是一种集成了通信技术、自动控制技术、传感技术以及地理信息定位技术等多种相关技术的智能农业设备,用植保无人机进行喷雾作业具有效率高、速度快等优点,并且无人机能够在没有跑道的小型区域内垂直起降,能够很方便的在各种地形上进行喷洒作业.针对含障碍作业区域,提出了一种无人机航线设计算法,算法分为路径点采样以及路径点排序两部分.首先使用栅格法来获得路径点,用路径点表示作业区域的特征信息,并结合混合粒子群算法来对路径点进行排序,用路径点的排列来表示无人机飞行路径,设计出一条能够有效规避障碍物并对工作区域完成全覆盖的航线.实验结果表明本文提出的无人机航线设计方法能够应用在多种含障碍工作区域内,目标区域包含单个或者多个障碍物时,本文所提出的航线设计方法均能设计出一条合理的无人机航线,并有效减少无人机航线的转弯次数,降低无人机飞行时的能耗.