喷药需求，有效解决现有技术中仅对作业区域整体布洒无法兼顾每一 作业对象的问题。
[0053] 上述步骤Sl中，无人机的飞行航线根据作业区域（即待喷药的树林）内的树苗的 分布位置进行规划，飞行航线覆盖树林内的每一棵树苗。对于每一棵树苗，其待喷药范围依 据该树苗的大小、形状而定；一般地，对于大型树苗而言，其待喷药范围往往为其树冠范围， 必要时，还可能包括树苗的底部。
[0054] 参阅图2，较优地，步骤S1包括：
[0055] Sll :获取作业区域（即待喷药树林）内各作业对象（即树苗）的坐标，坐标包括 各树苗的边缘点的坐标和中心点的坐标；各坐标可以是GPS坐标或北斗坐标等。中心点的 坐标可以是人为标记而获取的，也可以是通过边缘点的坐标经计算而得到的。
[0056] S12 :利用预设的路径规划算法将各树苗的中心点连线生成飞行航线；将各树苗 的边缘点围合获得该树苗的待喷药范围。路径规划算法可采用最小路径规划法或其他可行 的方法。
[0057] 再参阅图3,进一步，上述步骤Sll包括：
[0058] Slll :获取完整的作业区域的图像。
[0059] 该步骤Slll中，可使无人机从树林的某点起飞，将该点记为实际原点，并记录起 飞点的坐标为qg(x。，y。)，将无人机上升到一定高度并利用无人机上携带的拍照设备对作业 区域拍照，记该高度为原点高度，并记为H。
[0060] 无人机尽量选择能够覆盖作业区域的点一次拍摄完成，但如果单次拍照无法完全 覆盖即一张图片无法完全覆盖作业区域时，也可将作业区域分割成几个部分，分别对各个 部分进行拍照，这个过程需要保证相邻的图像间有一定的重合区域，即作业区域分割出的 几个部分之间相邻两部分具有重合区域，再将分开拍摄的图像使用图像拼接技术进行拼 接，从而获取完整的作业区域的图像。
[0061] 此处进行图像获取的无人机与后续进行喷药作业的无人机为同一架，但某些情形 下也可利用其他的飞行器携带拍照设备进行拍摄。
[0062] S112 :确定图像内各作业对象在图像中的边缘点坐标及中心点坐标。
[0063] 该步骤S112中，以像平面坐标系作为图像坐标系，在图像中标记无人机起飞点 (即实际原点）的像素位置为qt (xt，yt)，并以该点为图像原点，该图像原点的坐标qt (xt，yt) 与实际原点的坐标Qg(Xc^yci)对应。
[0064] 使用图像分割的技术将图像中所有的树苗分割出来，记录每一颗树苗的边界像素 坐标为qbi (χι，yi)，Qbi (χ2, y2)，...，Qbi (χη，yn)，根据各边界像素坐标通过求取重心或其他方 法确定中心点像素的坐标为qzl (Xl，yi)，在某些情况下，中心点像素的坐标也可以直接通过 人为标记划分出来。如果使用图像分割的方式无法完全的达到全部将树苗分割出来，可在 图像分割之后人工检查是否存在遗漏并采用人工分割的方式补全。图像分割的过程也可以 用人工分割替代。
[0065] Sl 13 :根据各作业对象在图像中的边缘点坐标及中心点坐标，确定各作业对象在 现实中的边缘点坐标及中心点坐标。
[0066] 按步骤S112获得各树苗在图像中的边缘点坐标及中心点坐标后，在本步骤S113 中，即需要将图像中树苗的各特征点的坐标转换成实际坐标，坐标的转换可采用成像的投 影变换原理进行，以下具体介绍。
[0067] 首先，利用成像的投影变换原理来推导像素间的距离和实际距离的关系，各树苗 的边缘点及中心点距实际原点的实际距离按以下公式计算：
[0069] 其中，R为待求实际距离，r为图像中的点与图像原点的像素距离，H为原点高度， f为拍照设备的焦距。
[0070] 以地面的实际起飞点（实际原点）作为地面参考坐标的原点，地面坐标系的X、Y 轴与图像坐标系的X、Y轴方向一致，利用上述公式将图像坐标系中的点转换到地面参考坐 标系中后，依据图像原点坐标与实际原点坐标的对应关系，即可将各树苗的边缘点、中心点 在图像中的坐标转换为现实中的坐标。
[0071] 根据上述步骤Slll至S113得到各树苗的边缘点的坐标和中心点的坐标后，即可 通过步骤12进行飞行航线的规划，同时获取树苗的待喷药范围。在一具体实施例中，可以 无人机起飞点的坐标为起点，用最短路径规划法对每一个树苗的中心点的坐标连线即可得 到规划的飞行航线。而对树苗的边缘点的坐标依次连线所形成的闭合曲线即为树苗的边缘 形状，该闭合曲线包含的大小即为树苗的大小，树苗的待喷药范围则为该闭合曲线所围合 的范围。
[0072] 依照上述步骤S1，本发明可利用计算机视觉技术定位树苗的位置和大小，一则可 对无人机的飞行航线进行自动规划，提高效率，二则确定了每一棵树苗的待喷药范围，为无 人机喷药提供依据。
[0073] 无人机在实施喷药作业时，从原点起飞，依据飞行航线并以略高于所有树苗的高 度值作为初始高度开始飞行作业。
[0074] 无人机到达待喷药的树苗处后，按照本发明喷药方法的步骤S3,对树苗的整体进 行喷药。较优地，参阅图4,该步骤S3包括：
[0075] S31、根据树苗的待喷药范围确定对树苗的整体进行喷药的作业路径；
[0076] S32、根据作业路径依次对树苗的顶部及其他待喷药位置进行喷药。
[0077] 根据该方法，针对单棵树苗，无人机首先获取能够满足单棵树苗喷药需求的作业 路径，而后依据作业路径飞行并完成对单棵树苗的喷药作业。
[0078] 参阅图5,作业路径的确定具体可采用以下步骤进行：
[0079] S311 :获取作业对象的高度数据，根据该高度数据与待喷药范围确定对树苗的顶 部进行喷药的初始路径。
[0080] S312 :根据初始路径及待喷药范围确定对树苗的其他待喷药位置的喷药路径。
[0081] 对于步骤S311，为了测量树苗的高度信息，可在无人机上安装测距装置，测距装置 与喷头安装在一起，测距装置可采用如RGBD相机、T0F(Time off light，飞行时间测距法） 测距装置等。
[0082] 在一优选实施例中，步骤S311具体为：获取树苗的至少一个极大高度值及各极大 高度值所对应的极大高度值点，并利用预设的拟合公式生成穿过极大高度值点和待喷药范 围的中心点的所述初始路径。
[0083] 具体地，在树苗的待喷药范围内求取通过中心点的最长线段，并以此作为无人机 测量高度的路径。无人机沿着上述路径飞向树苗，在无人机接近树苗时，测距装置以一定频 率测量距离并记录每一次测量时的坐标，记录前M个极大值点。以这M个距离作为初始化 极大距离，并记录当前每一个极大值点的坐标为GM1，GM2，…，G_，无人机朝中心点继续前进 并穿越中心点直至飞出当前作业树苗的边界。在这个过程中，不断迭代求解M个极大值并 将最终的M个极大值作为该树苗的M个极大高度，同时记录M个极大高度所对应的极大高 度值点的坐标。其中，M的大小可通过求取二维高度的偏导数极值点个数来确定，也可以通 过人工观测目标树苗有几个顶点来确定。根据树苗的形态，树苗的极大高度值可以为一个， 也可以为多个，M 3 1。无人机飞越当前待喷药树苗的区域后，即可获得树苗的M个极大高 度值及对应的极大高度值点，根据这些极大高度值点及中心点进行拟合即得到一条通过中 心点的曲线，无人机以该曲线作为初始路径以对树苗的顶部进行喷药作业。
[0084] 对于步骤S312,对树苗除顶部的其他待喷药位置的喷药路径可规划为多种方式， 能覆盖树苗的待喷药范围即可。
[0085] 以下先介绍几种较优的作业路径。
[0086] 在一实施例中，作业路径包括掠过树苗顶部的初始路径和环绕树苗螺旋下降的喷 药路径。按照该作业路径，无人机先根据初始路径飞行对树苗的顶部进行喷药，再根据喷药 路径以螺旋下降的方式环绕树苗飞行而对该树苗的其他待喷药位置进行喷药。
[0087] 在另一实施例中，作业路径包括掠过树苗顶部的初始路径和逐次沿树苗升降的喷 药路径。该作业路径中，将作业对象除顶部外的其他待喷药位置垂直划分成为若干面，在沿 树苗升降的方向上掠过每一面的曲线即构成所述的喷药路径。按照该作业对象，无人机先 根据初始路径飞行对树苗的顶部进行喷药，再按照喷药路径以沿树苗升降的方式飞