Método de Planificación de Ruta de Cobertura para UAV de Pulverización Agrícola en Área Poligonal Arbitraria
Autores: Li, Jiacheng; Sheng, Hanlin; Zhang, Jie; Zhang, Haibo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Método de Planificación de Ruta de Cobertura para UAV de Pulverización Agrícola en Área Poligonal Arbitraria
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Drones de pulverización agrícola
Planificación de rutas de cobertura
área de polígonos cóncavos
Objetivos de optimización
Función de aptitud
ángulo de rumbo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
En el problema de planificación de rutas de cobertura (CPP) de un UAV de pulverización agrícola, se diseñó primero un algoritmo de reducción de márgenes para abordar situaciones especiales como zanjas y canales dentro del terreno operativo. En cuanto a la particularidad de un área poligonal cóncava, se desarrolló un algoritmo basado en mapeo topológico para juzgar los puntos cóncavos del área poligonal cóncava, y se programó la ruta con puntos cóncavos especiales. Para la evaluación de la misión de pulverización de pesticidas, la distancia de vuelo y la tasa de cobertura adicional fueron los objetivos de optimización más apropiados. Por lo tanto, este artículo seleccionó estos dos indicadores para formar una función de aptitud, luego encontró el ángulo de rumbo operativo óptimo de la misión después de la optimización iterativa. Finalmente, se realizó el CPP para un UAV de pulverización agrícola en un área poligonal arbitraria bajo el ángulo de rumbo óptimo. Los resultados de simulación y prueba de vuelo mostraron que el método CPP podría acortar significativamente la distancia de vuelo y reducir la cobertura adicional, evitando así el consumo de energía y el desperdicio de pesticidas. Además, la viabilidad práctica del método fue verificada en este artículo. Este método puede ser popularizado y ampliamente utilizado para un UAV de pulverización agrícola, lo que tiene un gran valor de aplicación ingenieril.
Descripción
En el problema de planificación de rutas de cobertura (CPP) de un UAV de pulverización agrícola, se diseñó primero un algoritmo de reducción de márgenes para abordar situaciones especiales como zanjas y canales dentro del terreno operativo. En cuanto a la particularidad de un área poligonal cóncava, se desarrolló un algoritmo basado en mapeo topológico para juzgar los puntos cóncavos del área poligonal cóncava, y se programó la ruta con puntos cóncavos especiales. Para la evaluación de la misión de pulverización de pesticidas, la distancia de vuelo y la tasa de cobertura adicional fueron los objetivos de optimización más apropiados. Por lo tanto, este artículo seleccionó estos dos indicadores para formar una función de aptitud, luego encontró el ángulo de rumbo operativo óptimo de la misión después de la optimización iterativa. Finalmente, se realizó el CPP para un UAV de pulverización agrícola en un área poligonal arbitraria bajo el ángulo de rumbo óptimo. Los resultados de simulación y prueba de vuelo mostraron que el método CPP podría acortar significativamente la distancia de vuelo y reducir la cobertura adicional, evitando así el consumo de energía y el desperdicio de pesticidas. Además, la viabilidad práctica del método fue verificada en este artículo. Este método puede ser popularizado y ampliamente utilizado para un UAV de pulverización agrícola, lo que tiene un gran valor de aplicación ingenieril.