农用无人机多机多田块作业路径规划算法

作者：唐灿; 宗望远; 黄小毛^*; 罗承铭; 李文成; 王绍帅

来源：华中农业大学学报, 2021, 40(05): 187-194.

DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2021.05.023

• 农用无人机
• 路径规划
• 多田块
• 障碍物
• 多机协同
• Google OR-Tools

针对含障碍物多田块条件下的多台农用无人机路径规划问题,研究提出一套完整的多无人机协同作业路径优化算法解决方案。以最小转移路径长度为作业优化目标,先基于多边形扫描填充算法计算出水平航向条件的初始覆盖作业航线,对航线间危险转移过程进行安全边界相交性测试,每单一田块分别采用凸多边形"最小跨度法"和非凸多边形"步进旋转法"优化作业航向。然后建立航线调度及航次规划数学模型,并基于Google OR-Tools开源优化软件套件进行求解。对比不同航线组合调度策略下的作业效果,以及考虑消耗品补给时的OR-Tools 5种优化搜索策略算法与无人机沿航向方向等面积划分算法的作业优化效果。针对4组假想田块和真实田块的算例仿真试验表明,该算法能够有效地实现多田块在满足各种约束条件下的多机协同路径规划,算法耗时70～552 s,相比于等面积划分算法,航线间转移路径总长度下降24.86%～47.10%。

• 单位
  华中农业大学