杜楠楠，陈建，马奔，王术波, 3，张自超

1. 中国农业大学 工学院，北京 100083

2. 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京 100191

3. 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉 430079

近年来，随着无人机及其相关技术的发展，无人机已经广泛应用于国防军事[1]、灾后搜救[2]以及遥感[3-4]等领域。随着太阳能电池效率的提高，环保、可以实现长距离航行、并且能够执行多种任务的太阳能无人机进入了人们的视野[5]。1974年，第1架太阳能无人机“Sunrise I”试飞成功[6]。2003年，瑞士苏黎世联邦理工大学开始研制小型无人机“Sky-Sailor”，并于2008年6月在瑞士完成了27 h的低空飞行[7]。2005年，美国AC公司成功测试了主要应用于民用遥感测绘的电动滑翔太阳能无人机“SoLong”[8]。2017年，同样是由瑞士苏黎世联邦理工大学研发的太阳能无人机“Atlantik Solar”以连续飞行81.5 h打破了轻小型太阳能无人机的航时记录[9-10]。

无人机作业中最重要的问题之一是路径规划。传统的路径规划是点对点的，即规划出无人机和终点之间的一条路径[11]。在某些特定情况下，无人机需要获得某一区域的全面信息，或在该地区进行全覆盖作业，因此需要进行覆盖路径规划。“牛耕法”是一种典型的覆盖路径规划方法，即通过往复的直线运动来将区域覆盖完全[12]。在“牛耕法”中，一般选择使转弯次数最小的方向作为覆盖飞行方向[13-14]。对于不含障碍物的凸多边形区域，Gustavo等提出了基于车辆路径规划问题的、以作业时间最短为求解目标的多无人机覆盖路径规划模型，并在该问题中考虑了无人机的起飞操作时间对总作业时间的影响[13]。……