引力搜索算法在植保无人机三维路径规划中的应用

"该资源是关于基于引力搜索算法的植保无人机三维路径规划方法的研究，由王宇等人发表于2018年的《农业机械学报》。文章探讨了一种适用于三维地形的无人机路径规划策略，旨在提高植保作业的精准度、效率和节能性。" 文章介绍了针对三维环境的植保无人机路径规划方法，首先，根据农田的地理信息（如规模、形状和高度变化）进行栅格化处理，构建三维环境模型。接着，为了实现全面覆盖的飞行路径，无人机被设计成具有直行和回转机制。通过仿真计算，每次植保作业的飞行距离作为输入，非植保作业的耗费时间作为输出，建立了寻优模型。 在寻优模型中，应用引力搜索算法寻找最佳输入变量，即最小化非植保作业耗费时间的目标。通过这种方法，可以优化返航点的位置。实验结果显示，与二维路径规划相比，三维路径规划在相同二维投影面积的田地中返航点位置有显著差异，证实了三维规划的必要性。在三维地形的实际案例中，运用此方法规划后的总飞行距离和非植保作业时间分别减少了90%和54%，相较于未规划情况，以及减少了23%和7%相比简单的规划方法，证明了该方法的有效性。 在实地测试中，规划后的路径飞行距离总和与非植保作业时间分别减少11%和5%，进一步确认了该方法的合理性和可行性。该研究受到多项科研项目的资助，并由王宇和陈海涛等人共同完成，其中陈海涛为通讯作者。 关键词涉及：植保无人机、引力搜索算法、三维地形、路径规划、栅格法。该研究对于提升农业无人机的作业效率和节省能源具有重要意义，为农业机械化工程提供了新的思路和方法。