王红星 马学娇 张长森

摘 要：区域覆盖路径规划技术对于提高无人机搜索的效率和正确率具有重要的意义。 本文针对凹多边形区域， 提出一种区域覆盖算法， 旨在使无人机能够更加高效地完成对指定区域的无遗漏覆盖搜索。 首先， 给出了处理凹多边形区域的凹点、 利用凸分解进行区域划分的的算法流程; 其次， 给出了无人机基于最小多余路径的子区域遍历顺序， 详细描述了无人机对区域的无遗漏覆盖遍历; 最后， 根据仿真实验分析， 证明了该算法的正确性与有效性。

关键词：     無人机; 区域覆盖; 路径规划; 凹多边形; 凸分解

中图分类号：     TJ760; V279  文献标识码：    A  文章编号：     1673-5048（2021）06-0046-07

0 引  言

无人机（Unmanned Aerial Vehicle，  UAV）与有人机相比， 具有无需考虑机载生命的突出特点， 且制造、 维护成本相对较低， 利用率高， 明显契合了时代的需求， 成为有人机的完美补充， 可以替代有人机执行枯燥、 恶劣、 危险、 隐蔽的任务[1]。

随着无人机自主能力和智能化水平不断提高，  无人机不仅在任务侦察、 目标打击等军事领域被广泛应用，  在农业植保、 遥感测绘、 森林消防及影视航拍等民用领域也被大量应用[2-4]。 如何对区域进行高效的无遗漏覆盖一直是无人机技术研究的重点。 文献[5]证明了无人机在转弯过程中比直线飞行耗能高， 并提出了一种基于最小转弯次数的无人机区域覆盖算法; 文献[6]提出了基于最短时间的无人机覆盖路径规划; 文献[7]将凹多边形区域凸分解为若干个子区域后， 采用之字形……