复杂任务区域的区域划分与覆盖路径规划

多无人机对指定区域进行巡飞探测，在地理测绘、抢险救灾等领域起到重要作用。针对多无人机对凸/非凸多边形区域的覆盖问题，开展了复杂目标区域的区域划分以及覆盖路径规划技术研究。首先，建立了无人机飞行运动模型和指定区域的边界描述。然后，针对目标区域为凸多边形与非凸多边形两种情况，同时考虑区域凸分解与集群覆盖效率优化，分别提出了基于线扫描的凸区域划分方法与基于Delaunay三角剖分的非凸区域划分方法。接着，考虑无人机运动学约束与能量消耗最小化，提出了一种最小转弯半径约束下的Z型覆盖路径。最后，通过数值仿真验证了本文所提方法的有效性。结果表明，所提方法可以对凸/非凸多边形区域实现凸划分并减小了各子区域面积差异，提高了集群总覆盖效率，覆盖路径规划方法使路径总长相较于未沿主轴覆盖时减小了26%，转弯路径占比减小了36%。