一种飞机喷洒路线的确定方法及系统与流程

本发明涉及喷洒领域，特别是涉及一种飞机喷洒路线的确定方法及系统。

背景技术：

随着全球需求的增加，空中作业成为不断增长的行业之一，直升机喷洒与传统的喷洒方式相比，具有效率高、成本低以及节约人力的优势，然而，现有技术中对飞机喷洒路线的规划少有涉及，这对空中作业的发展带来了很大的不便。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种飞机喷洒路线的确定方法及系统，该方法既能够保障喷洒的效率，又能够保障喷洒的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种飞机喷洒路线的确定方法，包括：

确定作业区域的边界；

根据所述作业区域的边界确定所述作业区域的形状；

根据所述作业区域的形状，确定喷洒路线中的第一条喷洒路线，所述喷洒路线为由多条相互平行的直线构成的蛇形路线，所述直线为连接所述边界上两点的直线；

确定构成所述喷洒路线的各直线之间的间距；

从所述第一条喷洒路线开始沿所述喷洒路线进行喷洒。

可选的，所述根据所述作业区域的形状，确定喷洒路线中的第一条喷洒路线，具体包括：

判断所述作业区域的形状是否为规则的多边形；

如果是，则根据所述多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线；

如果否，则确定所述作业区域的内切多边形，根据所述内切多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线。

可选的，所述根据所述多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线，具体包括：

计算所述飞机的喷幅宽度，所述飞机的喷幅宽度为喷洒物落在地面上的实际宽度；

获取所述飞机所处环境的风速和所述飞机的飞行速度；

根据所述飞机的喷幅宽度、所述风速和所述飞行速度确定所述第一条喷洒路线与所述最长边的间距s；

将与所述最长边距离为s，且平行于所述最长边的所述多边形内侧的直线确定为所述第一条喷洒路线。

可选的，所述确定构成所述喷洒路线的各直线之间的间距，具体包括：

将所述相邻直线之间的间距值设置为所述飞机的喷幅宽度；

实时测量所述风速沿垂直于所述飞机飞行方向上的速度分量；

计算在垂直于所述飞机飞行方向上，喷洒物实际落地点偏离无风时喷洒物实际落地点的距离，得到偏离距离；

实时根据所述偏离距离和所述飞机的喷幅宽度调整所述喷洒路线中各直线之间的距离。

可选的，所述根据所述内切多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线，具体包括：

将所述最长边确定为所述第一条喷洒路线。

一种喷洒控制系统，所述系统包括：

作业区域边界确定单元，用于确定作业区域的边界；

作业区域形状确定单元，用于根据所述作业区域的边界确定所述作业区域的形状；

第一条喷洒路线确定单元，用于根据所述作业区域的形状，确定喷洒路线中的第一条喷洒路线，所述喷洒路线为由多条相互平行的直线构成的蛇形路线，所述直线为连接所述边界上两点的直线；

间距确定单元，用于确定构成所述喷洒路线的各直线之间的间距；

喷洒单元，用于从所述第一条喷洒路线开始沿所述喷洒路线进行喷洒。

可选的，第一条喷洒路线确定单元，具体包括：

形状判断子单元，用于判断所述作业区域的形状是否为规则的多边形；

第一确定子单元，用于当所述作业区域的形状为规则的多边形时，根据所述多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线；

第二确定子单元，用于当所述作业区域的形状不是规则的多边形时，确定所述作业区域的内切多边形，根据所述内切多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线。

可选的，所述第一确定子单元，具体包括：

喷幅宽度计算子单元，用于计算所述飞机的喷幅宽度，所述飞机的喷幅宽度为喷洒物落在地面上的实际宽度；

速度获取子单元，用于获取所述飞机所处环境的风速和所述飞机的飞行速度；

间距确定子单元，用于根据所述飞机的喷幅宽度、所述风速和所述飞行速度确定所述第一条喷洒路线与所述最长边的间距s；

第一条喷洒路线确定子单元，用于将与所述最长边距离为s，且平行于所述最长边的所述多边形内侧的直线确定为所述第一条喷洒路线。

可选的，所述间距确定单元，具体包括：

间距设置子单元，用于将所述相邻直线之间的间距值设置为所述飞机的喷幅宽度；

速度分量测量子单元，用于实时测量所述风速沿垂直于所述飞机飞行方向上的速度分量；

偏离距离计算子单元，用于计算在垂直于所述飞机飞行方向上，喷洒物实际落地点偏离无风时喷洒物实际落地点的距离，得到偏离距离；

间距调整子单元，用于实时根据所述偏离距离和所述飞机的喷幅宽度调整所述喷洒路线中各直线之间的距离。

可选的，所述第二确定子单元，具体包括：

喷洒路线确定子单元，用于将所述最长边确定为所述第一条喷洒路线。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的飞机喷洒路线的确定方法及系统将飞机的喷洒路线规划为蛇形路线，且将作业区域的最长边最为路线规划的参考，能够保证飞机飞行的时间达到最短，喷洒的效率达到最高，同时，本发明还考虑了飞机喷洒幅度以及风速的影响，保障了作业区域均能够得到喷洒，确保了喷洒的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例飞机喷洒路线的确定方法流程示意图；

图2为本实施例飞机喷头的设置位置示意图；

图3为本发明实施例飞机喷洒路线的确定系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种飞机喷洒路线的确定方法及系统，该方法既能够保障喷洒的效率，又能够保障喷洒的质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例飞机喷洒路线的确定方法流程示意图，如图1所示，飞机喷洒路线的确定的方法步骤如下：

步骤101：确定作业区域的边界；

步骤102：根据所述作业区域的边界确定所述作业区域的形状；

步骤103：根据所述作业区域的形状，确定喷洒路线中的第一条喷洒路线，所述喷洒路线为由多条相互平行的直线构成的蛇形路线，所述直线为连接所述边界上两点的直线；

步骤104：确定构成所述喷洒路线的各直线之间的间距；

步骤105：从所述第一条喷洒路线开始沿所述喷洒路线进行喷洒。

在步骤103中，具体包括：判断所述作业区域的形状是否为规则的多边形；如果是，则根据所述多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线；如果否，则确定所述作业区域的内切多边形，将所述内切多边形中的最长边确定确定为第一条喷洒路线。

如果作业区域的形状本身就是规则的多边形，那么计算所述飞机的喷幅宽度，所述飞机的喷幅宽度为喷洒物落在地面上的实际宽度，本实施例中飞机的喷洒结构位于飞机机身的两侧，图2为本实施例飞机喷头的设置位置示意图，如图2所示，机身两侧分别设置有一排喷头201和202，喷头的喷幅可近似的看做扇形，每个喷头的喷头相同，根据公式计算飞机的喷幅宽度S，其中，L为所述两排喷头中分别距离机身最远的喷头之间的水平距离，α为扇形的圆心角，h为所述飞机的飞行高度。

获取所述飞机所处环境的风速和所述飞机的飞行速度；

根据所述飞机的喷幅宽度、所述风速和所述飞行速度确定所述第一条喷洒路线与所述最长边的间距s，具体的，理想的间距s为喷幅宽度的一半，但是由于喷洒物本身开始喷出时就带有速度，而且，还会受到风速的影响，所以，要考虑喷洒物在水平面内的速度矢量，这时，要根据飞机的高度，以及自由落体的物理学公式计算喷洒物从离开飞机到地面上所需时间t；将所述飞机的飞行速度和所述风速进行矢量合成，得到所述喷洒物的在水平面内的速度v；根据公式l＝vt计算所述喷洒物实际落地点与所述喷洒物在无风且不计入所述喷洒物初始速度时的落地点在水平面内的距离l，喷洒物在水平面内的速度矢量的方向就是距离l的偏离方向，根据方向角度求取距离l沿喷幅宽度上的分量p，最后，根据公式计算得到第一条喷洒路线与最长边的距离s；

将与所述最长边距离为s，且平行于所述最长边的所述多边形内侧的直线确定为所述第一条喷洒路线。

在步骤104中，在确定喷洒路线中个相邻路线间的间距的时候，此间距理论上为飞机喷幅宽度的一半，但是需要根据风速的影响来进行实时的调整，具体为：

将所述相邻直线之间的间距值设置为所述飞机的喷幅宽度；

实时测量所述风速沿垂直于所述飞机飞行方向上(即沿喷幅宽度方向上)的速度分量；

计算在垂直于所述飞机飞行方向上，喷洒物实际落地点偏离无风时喷洒物实际落地点的距离，得到偏离距离；

实时根据所述偏离距离和所述飞机的喷幅宽度调整所述喷洒路线中各直线之间的距离，具体为用飞机喷幅宽度加上(或减去)利用上述方法求得的偏离距离，加或减的选择具体根据偏离的方向确定，偏离的方向根据上述求取出的速度分量的方向确定。

本发明提供的飞机喷洒路线的确定方法将飞机的喷洒路线规划为由多条相互平行的直线构成的路线，在喷洒时，飞机在喷洒路线上蛇形飞行(即在一条直线上走完，掉头在相邻的直线上往相反的方向飞行，以此类推，形成蛇形路线)，且将作业区域的最长边最为路线规划的参考，能够保证飞机飞行的时间达到最短，喷洒的效率达到最高，同时，本发明还考虑了飞机喷洒幅度以及风速的影响，保障了作业区域均能够得到喷洒，确保了喷洒的质量。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种飞机喷洒路线确定系统，图2为本发明实施例飞机喷洒路线的确定系统结构示意图，如图2所示，飞机喷洒路线的确定系统包括：

一种喷洒控制系统，所述系统包括：

作业区域边界确定单元301，用于确定作业区域的边界；

作业区域形状确定单元302，用于根据所述作业区域的边界确定所述作业区域的形状；

第一条喷洒路线确定单元303，用于根据所述作业区域的形状，确定喷洒路线中的第一条喷洒路线，所述喷洒路线为由多条相互平行的直线构成的蛇形路线，所述直线为连接所述边界上两点的直线；

间距确定单元304，用于确定构成所述喷洒路线的各直线之间的间距；

喷洒单元305，用于从所述第一条喷洒路线开始沿所述喷洒路线进行喷洒。

其中，第一条喷洒路线确定单元303，具体包括：

形状判断子单元，用于判断所述作业区域的形状是否为规则的多边形；

第一确定子单元，用于当所述作业区域的形状为规则的多边形时，根据所述多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线；

第二确定子单元，用于当所述作业区域的形状不是规则的多边形时，确定所述作业区域的内切多边形，根据所述内切多边形中的最长边确定所述第一条喷洒路线。

所述第一确定子单元，具体包括：

喷幅宽度计算子单元，用于计算所述飞机的喷幅宽度，所述飞机的喷幅宽度为喷洒物落在地面上的实际宽度；

速度获取子单元，用于获取所述飞机所处环境的风速和所述飞机的飞行速度；

间距确定子单元，用于根据所述飞机的喷幅宽度、所述风速和所述飞行速度确定所述第一条喷洒路线与所述最长边的间距s；

第一条喷洒路线确定子单元，用于将与所述最长边距离为s，且平行于所述最长边的所述多边形内侧的直线确定为所述第一条喷洒路线。

第二确定子单元，具体包括：

喷洒路线确定子单元，用于将所述最长边确定为所述第一条喷洒路线。

间距确定单元304，具体包括：

间距设置子单元，用于将所述相邻直线之间的间距值设置为所述飞机的喷幅宽度；

速度分量测量子单元，用于实时测量所述风速沿垂直于所述飞机飞行方向上的速度分量；

偏离距离计算子单元，用于计算在垂直于所述飞机飞行方向上，喷洒物实际落地点偏离无风时喷洒物实际落地点的距离，得到偏离距离；

间距调整子单元，用于实时根据所述偏离距离和所述飞机的喷幅宽度调整所述喷洒路线中各直线之间的距离。

本发明提供的飞机喷洒路线的确定系统将飞机的喷洒路线规划为蛇形路线，且将作业区域的最长边最为路线规划的参考，能够保证飞机飞行的时间达到最短，喷洒的效率达到最高，同时，本发明还考虑了飞机喷洒幅度以及风速的影响，保障了作业区域均能够得到喷洒，确保了喷洒的质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。