CN109472460B - 基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法及系统。所述方法包括：求解出待合并两区域的有效交点和无效交点，基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；依据有效交点选择出两区域中的主动区域和被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；当有效交点数大于1时，采用常规区域合并规则求解新区域；当有效交点数小于或等于1时，采用特殊区域合并规则求解新区域。所述系统包括：求解模块；排列模块；重构模块。本发明利用无人机作业过程中的实时无人机作业参数数据实时构建作业覆盖区域，以评估出漏喷和过度重喷的需要重点检查的区域，具有实时、快速、准确的优点。

Description

基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法及系统

技术领域

本发明涉及农业工程技术领域，尤其涉及基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法及系统。

背景技术

在植保无人机作业过程中，依据航线规划算法可以规划出较优作业航线，但航线飞行精度低的无人机无法精确沿着规划航线飞行，从而导致真实作业的各项作业效果参数不佳，可能导致漏喷或药害的产生；而航线控制精度较高的无人机也会受到外界环境因素的影响而难以保证作业区域参数与理论规划一致，从而导致药液真实覆盖区域与理论计算不一致，使得整个作业区域内作业效果不一。而目前评估植保无人机作业覆盖区域主要有三种方式：人工采集作业区域雾滴、遥感图像信息提取、后期人眼观测作业效果。人工采集作业区域雾滴时，主要采用采集卡、试纸、量杯等，适用于定性和定量分析雾滴漂移规律构建雾滴漂移模型，而不适用于实时在线评估作业过程中的雾滴覆盖情况；而且该方法耗时较多，工作人员需要较长时间置身于药物弥散的环境中，可能会对工作人员健康造成危害。遥感图像信息提取适用于大区域分析，也是目前的研究热点，此方法对图像质量要求较高，需要在无人机作业结束后较好的天气条件下，利用设备在空中再次采集作业区域的图像进行分析；利用人眼观测作业效果的方法，需要在作业结束之后一段时间进行，通过观察作业区域作物病虫害和长势信息而分析作业效果，人员工作量大，观测结果也容易受到工作人员主观性的影响，而且此时如果发现漏喷和过度重喷区域，也往往已经错过病虫害防治的最佳时期，难以通过再次防治挽回病虫害造成的损失。

发明内容

本发明针对现有的植保无人机作业覆盖区域评估方法的缺点和不足，提出基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法及系统。本发明可利用无人机作业过程中的实时无人机作业参数数据在线实时构建每一时刻的作业覆盖子区域，也可利用离线的无人机作业参数数据离线构建每一时刻的作业覆盖子区域，通过对所有作业覆盖子区域禁行区域合并构建无人机作业过程中的有效喷洒覆盖区域，以评估出漏喷和过度重喷的需要重点检查的区域，方便进行作业效果评估，具有实时、快速、准确的优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法，包括以下步骤：

步骤1：求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；所述两区域为当前时刻的作业覆盖子区域和前一时刻的已作业覆盖区域；

步骤2：依据有效交点选择出所述两区域中的一个区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；

步骤3：当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域。

进一步地，在所述步骤1之前，还包括：

选择接收数据的形式，所述接收数据的形式包括串口接收数据和直接提取数据文档两种，所述串口接收数据用于进行实时在线数据分析，所述直接提取数据文档用于离线分析采集到的数据文档，所述数据文档为无人机作业参数；

实时检测所选择端口的数据更新，当接收到新数据时，利用新数据和前一时刻获取的无人机作业参数数据构造当前时刻的作业覆盖子区域的边界，只有当当前时刻的作业覆盖子区域的边界是一个闭合图形时，将当前时刻的作业覆盖子区域与前一时刻的已作业覆盖区域进行合并。

进一步地，所述步骤1包括：

步骤1.1：基于所构造的当前时刻的作业覆盖子区域边界信息和前一时刻的已作业覆盖区域边界信息，求解出两区域的所有交点；

步骤1.2：对两区域的所有交点中的多重交点的所有相交线两端的区域顶点属性进行判定，若多重交点的所有相交线两端的区域顶点均为无效顶点或均为有效顶点，则该多重交点为无效交点，对多重交点中的无效交点进行删除；所述多重交点为3条以上区域边界线的共同交点；所述相交线为两区域产生相交的区域边界线。

进一步地，所述步骤2包括：

步骤2.1：选择有效交点中的多重交点较少的区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域；当两区域的多重交点数相等时，默认选择新加入的区域作为主动区域；

步骤2.2：根据主动区域的相交线对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段。进一步地，所述特殊区域合并规则为：

当两区域有效交点总数为0时，两区域无有效交点：

当主动区域的顶点均为无效交点时，主动区域和被动区域完全重合，区域合并结果为主动区域；当两区域无无效交点或者无效交点数小于区域顶点数，且当主动区域和被动区域的顶点均为无效顶点时，区域合并结果为空集；当两区域无无效交点或者无效交点数小于区域顶点数，且其中一个区域的所有顶点均为有效顶点，另一个区域的所有顶点均为无效顶点时，区域合并结果为有效顶点构成的区域；

当两区域有效交点总数为1时，两区域有一个有效交点：

当主动区域的所有顶点均为有效顶点时，主动区域包含被动区域，区域合并结果为主动区域；当被动区域的所有顶点均为有效顶点时，被动区域包含主动区域，区域合并结果为主动区域。

进一步地，所述常规区域合并规则为：

当两区域有效交点总数大于1时，提取两区域的有效连接段，根据有效连接段提取出新区域的边界顶点。

基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统，包括：

求解模块，用于求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；所述两区域为当前时刻的作业覆盖子区域和前一时刻的已作业覆盖区域；

排列模块，用于依据有效交点选择出所述两区域中的一个区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；

重构模块，用于当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域。

进一步地，还包括：

选择模块，用于选择接收数据的形式，所述接收数据的形式包括串口接收数据和直接提取数据文档两种，所述串口接收数据用于进行实时在线数据分析，所述直接提取数据文档用于离线分析采集到的数据文档，所述数据文档为无人机作业参数；

实时检测模块，用于实时检测所选择端口的数据更新，当接收到新数据时，利用新数据和前一时刻获取的无人机作业参数数据构造当前时刻的作业覆盖子区域的边界，只有当当前时刻的作业覆盖子区域的边界是一个闭合图形时，将当前时刻的作业覆盖子区域与前一时刻的已作业覆盖区域进行合并。

进一步地，所述求解模块包括：

求解子模块，用于基于所构造的当前时刻的作业覆盖子区域边界信息和前一时刻得到的已作业覆盖区域边界信息，求解出两区域的所有交点；

判定模块，用于对两区域的所有交点中的多重交点的所有相交线两端的区域顶点属性进行判定，若多重交点的所有相交线两端的区域顶点均为无效顶点或均为有效顶点，则该多重交点为无效交点，对多重交点中的无效交点进行删除；所述多重交点为3条以上区域边界线的共同交点；所述相交线为两区域产生相交的区域边界线。

进一步地，所述排列模块包括：

选择子模块，用于选择有效交点中的多重交点较少的区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域；当两区域的多重交点数相等时，默认选择新加入的区域作为主动区域；

排列子模块，用于根据主动区域的相交线对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明通过求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，从而快速找出两区域的交点位置，并界定两区域之间的相对位置关系；再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；依据有效交点选择出两区域中的一个区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域。

本发明提出了基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法及系统，可利用无人机作业过程中的实时无人机作业参数数据在线实时构建每一时刻的作业覆盖子区域，也可利用离线的无人机作业参数数据离线构建每一时刻的作业覆盖子区域，从而构建无人机作业过程中的有效喷洒覆盖区域，以评估出漏喷和过度重喷的需要重点检查的区域，方便进行作业效果评估，具有实时、快速、准确的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的基本流程示意图。

图2为本发明另一实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的基本流程示意图。

图3为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的作业覆盖子区域构建基本流程图。

图4为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的植保无人机作业地图构建示意图。

图5为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的顶点与多边形关系判定示意图。

图6为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的基本原理示意图。

图7为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的区域交点求解流程图。

图8为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的多重交点的属性判定流程图。

图9为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的删除无效交点流程图。

图10为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的主动区域选择流程图。

图11为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的相交线索引号重新排序判定流程图。

图12为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的交点信息重新排序流程图。

图13为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的特殊区域合并流程图。

图14为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的常规区域合并流程图。

图15为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的新区域边界顶点提取流程图。

图16为本发明实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统的架构示意图。

图17为本发明另一实施例的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统的架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释说明：

实施例一：

如图1所示，本实施例的一种基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法，包括以下步骤：

步骤S101：求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；所述两区域为当前时刻的作业覆盖子区域和前一时刻的已作业覆盖区域；

步骤S102：依据有效交点选择出所述两区域中的一个区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；

步骤S103：当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域。

实施例二：

如图2所示，本实施例的另一种基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法，包括以下步骤：

步骤S201：选择接收数据的形式，所述接收数据的形式包括串口接收数据和直接提取数据文档两种，所述串口接收数据用于进行实时在线数据分析，所述直接提取数据文档用于离线分析采集到的数据文档，所述数据文档为无人机作业参数；所述无人机作业参数包括：无人机实时位置信息、航向角、喷幅。

步骤S202：实时检测所选择端口的数据更新，当接收到新数据时，将当前时刻的作业覆盖子近似为多边形区域，利用新数据和前一时刻获取的无人机作业参数数据构造当前时刻的作业覆盖子区域的边界，只有当当前时刻的作业覆盖子区域的边界是一个闭合图形时，将当前时刻的作业覆盖子区域与前一时刻的已作业覆盖区域进行合并。

在无人机作业过程中，实时采集无人机位置信息，生成实时作业航线，进而构建作业航线上的相邻坐标点所覆盖的作业子区域。为简化求解模型，在初步估算中忽略外界条件造成的雾滴漂移影响，理想化无人机作业过程中的雾滴覆盖模型，即认为无人机喷幅固定，且无雾滴漂移，作业覆盖子区域由实时位置坐标和航向角决定。在这个理想条件下作业覆盖子区域的构造规则如图3所示，点P_n-1和P_n代表无人机的实时位置；d代表无人机的喷幅，向量

和

代表无人机的实时航向，P_n′、P_n′_-1、P_n″和P_n″_-1为作业子区域的边界顶点，虚线代表作业覆盖子区域的边界；无人机的实时位置坐标为P_n(x_n，y_n)，作业覆盖子区域的边界顶点坐标为P_n′(x′_n，y′_n)和P_n″(x′_n′，y′_n′)，坐标轴X的正方向旋转至与作业航向同向时的旋转角为α，其中线段P_n′P_n″垂直于作业航向，且点P_n是线段P_n′P_n″的中点，则可求得点P_n′和P_n″的坐标如下：

0≤α<π/2或3π/2≤α≤2π时：

π/2≤α<π或π≤α<3π/2时：

在针对特定机型的测试中，可通过实验测试标定各机型的作业覆盖子区域模型，并将其导入本系统，即可用于准确重构每一时刻的作业覆盖子区域。

步骤S203：求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；

所述步骤S203包括：

步骤S2031：基于所构造的当前时刻的作业覆盖子区域边界信息和前一时刻的已作业覆盖区域边界信息，求解出两区域的所有交点；所述边界信息为双倍顶点坐标数组；

步骤S2032：对交点中的多重交点的所有相交线两端的区域顶点属性进行判定，若多重交点的所有相交线两端的区域顶点均为无效顶点或均为有效顶点，则该多重交点为无效交点，对多重交点中的无效交点进行删除；所述多重交点为3条以上区域边界线的共同交点；所述相交线为两区域产生相交的区域边界线。

作为一种可实施方式，以对任意区域A和区域B进行合并时的顶点有效性判定为例，存在A∩B、A∪B、C_AB和C_BA四种情况。针对区域A，当求解A∩B或C_AB时，在区域B内部的区域A的顶点为有效顶点，在区域B外部的区域A的顶点为无效顶点，在区域B边界上的区域A的顶点为特殊有效顶点；当求解A∪B或C_BA时，在区域B内部的区域A的顶点为无效顶点，在区域B外部的区域A的顶点为有效顶点，特殊的，在区域B边界上的区域A的顶点为有效顶点。针对区域B，当求解A∩B或C_BA时，在区域A内部的区域B的顶点为有效顶点，在区域A外部的区域B的顶点为无效顶点，在区域A边界上的区域B的顶点为特殊有效顶点；当求解A∪B或C_AB时，在区域A内部的区域B的顶点为无效顶点，在区域A外部的区域B的顶点为有效顶点，特殊的，在区域A边界上的区域B的顶点为有效顶点。

因此依据区域顶点与另一区域边界构成的多边形之间的关系，即可判定区域顶点是否为有效顶点。本发明中采用回转数法判定点与多边形的关系，如图4所示。其中，P为任意点，A₀、A₁、A₂、A₃……A_n为多边形顶点；θ₀是向量

旋转到向量

位置的旋转角、θ₁是向量

旋转到向量

位置的旋转角、θ₂是向量

旋转到向量

位置的旋转角、θ_n是向量

旋转到向量

位置的旋转角。

其中任意点P与多边形的每个顶点顺序连接，构成一系列向量

由向量

旋转到向量

的位置时得到一系列旋转角θ_n，规定逆时针旋转方向为正，顺时针旋转方向为负。假设图中各点的坐标为P(x，y)、A_i(x_i，y_i)、A_i+1(x_i+1，y_i+1)、A₀(x₀，y₀)，则当0≤i≤n-1时，可得第i个旋转角θ_i：

第n个旋转角θ_n：

将各点坐标值代入式(3)和式(4)即可得到：进而可求得所有旋转角之和

当θ＝2π时，该顶点在多边形内部。

步骤S204：依据有效交点选择出所述两区域中的主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；

所述步骤S204包括：

步骤S2041：选择有效交点中的多重交点较少的区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域；当两区域的多重交点数相等时，默认选择新加入的区域作为主动区域；所述多重交点为3条以上区域边界线的共同交点；

步骤S2042：根据主动区域的相交线对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段。

步骤S205：当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域。

所述特殊区域合并规则为：

当两区域有效交点总数为0时，两区域无有效交点：

当主动区域的顶点均为无效交点时，主动区域和被动区域完全重合，区域合并结果为主动区域；当两区域无无效交点或者无效交点数小于区域顶点数，且当主动区域和被动区域的顶点均为无效顶点时，区域合并结果为空集；当两区域无无效交点或者无效交点数小于区域顶点数，且其中一个区域的所有顶点均为有效顶点，另一个区域的所有顶点均为无效顶点时，区域合并结果为有效顶点构成的区域；

当两区域有效交点总数为1时，两区域有一个有效交点：

当主动区域的所有顶点均为有效顶点时，主动区域包含被动区域，区域合并结果为主动区域；当被动区域的所有顶点均为有效顶点时，被动区域包含主动区域，区域合并结果为主动区域。

所述常规区域合并规则为：

当两区域有效交点总数大于1时，提取两区域的有效连接段，根据有效连接段提取出新区域的边界顶点。

本实施例具体过程如下：

植保无人机的作业覆盖区域重构包含已作业区域地图构建和未作业区域地图构建。如图5所示，待作业区域是由顶点B₀～B_n连接成的边界线所包含的内部区域B，植保无人机由图中左侧位置移动到图中右侧位置的作业过程中，作业路线上两两相邻的坐标点经过的路径所覆盖的作业覆盖子区域为A1～An，则当前时刻无人机已作业覆盖区域A是将所有作业覆盖子区域A1～An取并集得到的区域，即区域A＝A1∪A2∪...∪An；有效作业覆盖区域C是指在作业过程中覆盖的待作业区域，即对区域A和区域B取交集，得到C＝A∩B；未作业覆盖区域D即漏喷区域为图中灰色区域，是区域C在区域B内的补集，即D＝C_BC；重复喷洒的区域即重喷覆盖区域为作业覆盖子区域之间的交集。

为了便于理解，对后续描述中的“区域A”和“区域B”进行解释如下：在求解当前时刻的已作业覆盖区域时，求解的是两区域的并集，区域A和区域B分别代指前一时刻的已作业覆盖区域和当前时刻的作业覆盖子区域两者中的一个，即如果A代指前一时刻的已作业覆盖区域，则B代指当前时刻的作业覆盖子区域，如果B代指前一时刻的已作业覆盖区域，则A代指当前时刻的作业覆盖子区域；在求解有效作业覆盖区域时，求解的是两区域的交集，区域A和区域B分别代指当前时刻的已作业覆盖区域和待作业区域两者中的一个，即如果A代指当前时刻的已作业覆盖区域，则B代指待作业区域，如果B代指当前时刻的已作业覆盖区域，则A代指待作业区域；在求解漏喷区域时，求解的是一个区域在另一区域内的补集，区域A和区域B分别代指已作业覆盖区域和待作业区域两者中的一个，即如果A代指已作业覆盖区域，则B代指待作业区域，如果B代指已作业覆盖区域，则A代指待作业区域；在求解重喷区域时，求解的是两区域的交集，区域A和区域B分别代指前一时刻的重喷区域和当前时刻的作业覆盖子区域两者中的一个区域，即如果A代指前一时刻的重喷区域，则B代指当前时刻的作业覆盖子区域，如果B代指前一时刻的重喷区域，则A代指当前时刻的作业覆盖子区域。如无特殊说明，后文中出现的“区域A”和“区域B”依据本段描述进行理解。

如图6所示，以求解任意两区域的并集为例描述说明本发明的另一种基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的基本原理，其中两区域的代称分别为区域A和区域B。首先如图6中(a)部分所示按照区域A的边界线段排列顺序，找出两区域相交的边界线段和交点，其中区域A的相交线为A₁A₂，对应的区域B的相交线为B₀B₁和B₃B₀，两交点分别为C₁和C₂。此时区域A的相交线为A₁A₂同时与区域B的两条不同相交线B₀B₁和B₃B₀相交，相交线A₁A₂称为多重相交线；区域B的相交线B₀B₁和B₃B₀均只与区域A的一条相交线A₁A₂相交，且得到唯一交点，这两条相交线(B₀B₁和B₃B₀)称为单一相交线。此时以单一相交线数目多的区域B为主动区域，与区域A合并。

若两相邻顶点的有效性不同，则这两个顶点构成的区域边界线段必定与另一区域相交，因此两相邻交点之间的区域顶点的有效性必然相同。如图6中(b)部分所示，仅判定交点C₁两侧的区域A的顶点A₁和A₂的有效性，即可得出所有顶点的有效性，即顶点A₀、A₁、A₂和A₃均为有效顶点；同理得出区域B的有效顶点为B₁、B₂和B₃，无效顶点为B₀。

利用交点将区域顶点按照原有排列顺序分割为若干条有效连接段，如图6中(c)部分所示，区域B的有效连接段为B₁-B₂-B₃，区域A的有效连接段为A₂-A₃-A₀-A₁。以区域B为主动区域，以交点C₁为起点，正向连接区域B的有效连接段至交点C₂，再将区域A的有效连接段反向连接至交点C₂处，即可得到目标区域的边界C₁-B₁-B₂-B₃-C₂-A₁-A₀-A₃-A₂。

(1)两区域的交点求解过程具体如下：

基于所构造的当前时刻的覆盖子区域边界信息和前一时刻的已作业覆盖区域边界信息，可初步求解出两区域的所有交点，区域交点求解流程如图7所示，区域A有m个顶点，区域B有n个顶点。需要输入当前时刻的作业覆盖子区域A的双倍顶点坐标数组X[2m]和Y[2m]；上一时刻的区域合并结果区域B的双倍顶点坐标数组X'[2n]和Y'[2n]。

首先初始化二维交点坐标数组X"[0][0]＝0，Y"[0][0]＝0；区域A的相交线索引号数组I[0][0]＝0和对应相交的区域B的相交线索引号数组J[0][0]＝0；产生多重交点时区域A和区域B的相交线索引号数组I'[0]＝0。逐个求解区域A的每条边界线段A_iA_i+1和区域B的每条边界线段B_jB_j+1之间是否存在交点，在相交时求出交点坐标C(x，y)，当交点C不是区域顶点时，这个交点必定是唯一交点，即没有其他交点与该交点重合。此时直接存储该交点坐标X"[a][b]＝x和Y"[a][b]＝y，存储产生该交点的区域A的相交线索引号I[a][b]＝i和区域B的相交线索引号J[a][b]＝j，该索引号是构成边界线段的两个顶点的索引号中较小的索引号。

当交点C是区域的顶点时，其必定是多重交点，即3条以上边界线段的共同交点，在两区域相交的情形中，最多可能有四条边界线相交于同一点。逐个比较新交点坐标C是否与前一循环得到的交点集合中的某个交点重合，当找到与之重合的交点时，存储产生该交点的各条相交线索引号：区域A的索引号为I'[p]＝i和I'[p+2]＝I[a'][b']的相交线、区域B的索引号为I'[p+1]＝j和I'[p+3]＝J[a'][b']的相交线；当没有其他交点与交点C重合时，存储该交点坐标和产生该交点的两区域相交线索引号。将区域A的每条相交线上的交点数存入数组N[a]＝b，累加每条相交线上产生的交点数，在求解完成时可得到两区域的交点总数k'。

(2)多重交点的属性判定过程具体如下：

求解出的两区域的所有交点中，有些多重交点在区域合并中是无效的，需要将这些交点删除。当产生的多重交点的所有相交线两端的顶点均为无效顶点或均为有效顶点时，该交点是无效交点，需要将其删除。多重交点属性的判定流程如图8所示，需要输入区域A和区域B的顶点坐标数组；以及产生重合交点的区域A和区域B相交线索引号数组I[p]。

在完成各个数组的初始化之后，提取产生重合交点的两条区域A的相交线中索引号最小值a＝Min(I[i]，I[i+2])和两条区域B的相交线中索引号最小值b＝Min(I[i+1]，I[i+3])。当I[i]＝I[i+2]时，即该重合点是由区域A的同一条相交线与区域B的两条不同相交线相交形成，当|I[i+1]-I[i+3]|≠1时，区域B的两条相交线分别为B₀B₁和B_nB₀，将b的值改为n，此时该多重交点是索引号值为b+1的区域B的顶点，且不是区域A的顶点，此时该交点两侧的区域B的顶点索引号分别为b₁＝b和b₂＝b+2，该交点两侧的区域A的顶点索引号分别为a₁＝a和a₂＝a+1。

当I[i]≠I[i+2]且I[i+1]＝I[i+3]时，即该重合点是由区域B的同一条相交线与区域A的两条不同相交线相交形成，当|I[i]-I[i+2]|≠1时，区域A的两条相交线分别为A₀A₁和A_mA₀，将a的值改为m，此时该多重交点是索引号值为a+1的区域A的顶点，且不是区域B的顶点，此时该交点两侧的区域B的顶点索引号分别为b₁＝b和b₂＝b+1，该交点两侧的区域A的顶点索引号分别为a₁＝a和a₂＝a+2。当I[i]≠I[i+2]且I[i+1]≠I[i+3]时，即多重交点是由区域B的两条不同相交线与区域A的两条不同相交线相交形成，则该点是区域A和区域B重合的顶点。当I[i]-I[i+2]|≠1时，将a的值改为m，当|I[i+1]-I[i+3]|≠1时，将b的值改为n，此时该交点两侧的区域B的顶点索引号分别为b₁＝b和b₂＝b+2，该交点两侧的区域A的顶点索引号分别为a₁＝a和a₂＝a+2。对顶点A[a₁]、A[a₂]、B[b₁]和B[b₂]进行有效性判定，分别得到标志位B₁、B₂、B₃和B₄。当顶点位于另一区域外部或者区域的边界线段上时，该顶点为有效顶点，标志位为1；当顶点位于另一区域内部时，该顶点为无效顶点，标志位为0。区域合并过程中，将一段标志位相同的顶点构成的顶点序列称为连接段，顶点标志位均为1的连接段称为有效连接段，顶点标志位均为0的连接段称为无效连接段。

当B₁＝B₂＝B₃＝B₄时，各条相交线两端的顶点属性相同，该多重交点为无效交点，存储区域A的相交线索引号I'[j]＝I[i+2]和区域B的相交线索引号I'[j+1]＝I[i+3]；当B₁＝B₂＝B₃＝B₄不成立时，各条相交线两端的顶点属性不全相同，该多重交点为有效交点，存储此时区域A的相交线索引号I"[k]＝I[i+2]和区域B的相交线索引号I"[k+1]＝I[i+3]。由交点的求解过程可知，当多重交点区域A的区域B的重合顶点时，在进行多重交点判定时，该交点会被三次判定为多重交点，对这三次多重交点属性的判定中，必须全部判定为无效交点，才将该交点删除。最终得到产生无效交点的区域A的相交线索引号D[d]＝I'[j']和区域B的相交线索引号D[d+1]＝I'[j'+1]。

(3)删除多重交点中的无效交点过程具体如下：

依据对多重交点属性判定的结果，删除多重交点中的无效交点。删除多重交点中的无效交点流程如图9所示，需要输入两区域交点坐标数组X'[a][b]和Y'[a][b]；区域A的相交线索引号数组I[a][b]和与之对应的区域B的相交线索引号数组J[a][b]；每条相交线对应交点数的数组N[a]；无效交点对应的相交线索引号数组D[d]。

首先查找无效交点在二维交点坐标数组中的行位置a'和列位置b'，将该位置的交点坐标(X'[a'][b']，Y'[a'][b'])、相交线索引号I[a'][b']和J[a'][b']删除，并将该条相交线上的交点数减一得到N[a']＝N[a]-1。当N[a']＝0时，第a'条相交线上的交点全部被删除，需要将该相交线的相交信息删除，即将交点坐标数组X'[a][b]和Y'[a][b]、相交线索引号I[a][b]和J[a][b]的第a'行整体删除，并将相交线对应交点数的数组N[a]的第a'个元素删除。

(4)主动区域选择过程具体如下：

以不同区域为主动区域进行求解时，两区域的总交点数固定不变，但两区域的多重交点数可能不同，为了便于计算，选择多重交点少的区域作为主动区域与另一区域进行合并，即尽量使得区域交点都是主动区域和被动区域的唯一交点。主动区域选择流程如图10所示，需要输入区域A的相交线索引号数组I[a][b]、区域B的相交线索引号数组J[a][b]和区域A的每条相交线对应的有效交点个数数组N[a]。

当数组N[a]中值为1的元素个数c＝a时，区域A的有效交点全部是唯一交点，无多重交点，此时标志位B_a＝1，以区域A为主动区域进行区域合并。当c≠a时，即区域A的有效交点中存在多重交点，将二维数组J[a][b]中的所有相交线索引号存入一维数组J[j]，再将数组J[j]按照元素值从小到大的顺序重新排列。当J[k]≠J[k+1]且J[k]≠J[k+1]时，即相交线索引号J[k]和与之相邻的前一个索引号J[k-1]不重合，和与之相邻的后一个索引号J[k+1]也不相同，相交线J[k]只与区域A产生一个有效交点，此时唯一交点的个数c'＝c'+1。

当c'≤c时，即区域B的唯一交点数比区域A的唯一交点数少，此时标志位B_a＝1，以区域A为主动区域进行区域合并。当c'＞c时，即区域B的唯一交点数比区域A的唯一交点数多，此时标志位B_a＝0，以区域B为主动区域进行区域合并。

(5)主动区域有效交点排序重组过程具体如下：

主动区域的相交线索引号将顶点数组分割为若干段，为了便于进行区域连接，将相交线索引号进行重新排序，使得每两个索引号组成一个相交线索引号对，这两索引号之间的区域顶点全部为有效顶点。首先判断原区域相交线索引号数组是否满足要求，主动区域有效交点排序重组流程如图11所示，假设区域A为主动区域，需要输入区域A的双倍顶点坐标数组X[2m]和Y[2m]；区域B的双倍顶点坐标数组X'[2n]和Y'[2n]；区域A的相交线索引号数组I[a][b]；区域A的每条相交线对应交点个数数组N[a]。

首先对四个中间变量进行赋值，a₁＝I[0][0]即第1条相交线索引号，a₂＝I[0][0]+1即第1条相交线索引号之后的相邻索引号；a₃＝I[1][0]即第2条相交线索引号，a₄＝I[1][0]+1即第2条相交线索引号之后的相邻索引号。对顶点A[a₁]、A[a₂]、A[a₃]和A[a₄]进行有效性判定，分别得到标志位B₁、B₂、B₃和B₄。

当N[0]≥2时，第一条相交线与区域B有多个有效交点。当B₁＝B₂＝1时，该相交线的两个顶点均为有效顶点，则B＝1，即需要对相交线索引号数组进行翻转处理；当B₁＝B₂＝1不成立时，该相交线上的交点和与之对应的区域B的连接段合并出闭合区域，不需要翻转相交线索引号数组，即B＝0。

当N[0]＝1时，第一条相交线与区域B存在唯一有效交点。当I[0][0]-I[1][0]≥2时，第一条相交线和第二条相交线不相邻，当B₂＝B₃＝1时，两交点内侧的区域A的顶点为有效顶点，B＝0；当B₂＝B₃＝1不成立时，两交点内侧的区域A的顶点不是全为有效顶点，B＝1。当I[0][0]-I[1][0]＝1时，第一条相交线和第二条相交线相邻，当B₁＝B₄＝1或B₂＝B₃＝0时，两交点内侧的区域A的顶点全为有效顶点或两交点外侧的区域A的顶点全为无效顶点，B＝0；当B₁＝B₄＝1或B₂＝B₃＝0不成立时，B＝1。

当相交线索引号排列顺序需要翻转时，交点信息重新排序流程如图12所示。需要输入翻转标志位B；双倍区域顶点坐标数组X[2m]和Y[2m]；双倍交点坐标数组X"[2a][2b]和Y"[2a][2b]；双倍主动区域相交线索引号数组I[2a][2b]；双倍被动区域相交线索引号数组J[2a][2b]；双倍主动区域相交线对应的交点个数数组N[a]。

当标志位B＝1时，将原本的最后一条相交线索引号所对应的顶点翻转为第一个顶点，即X[i]＝X[i+I[a][0]]，Y[i]＝Y[i+I[a][0]]；将最后一行交点翻转为第一行交点，即X"[a'][k]＝X"[a'+a-1][k]，Y"[a'][k]＝Y"[a'+a-1][k]；将主动区域的最后一条相交线索引号翻转为第一条相交线索引号，并将其转换为对应的新顶点序列的索引号，即I[a'][k]＝I[a'+a-1][k]-c，当I[a'][k]＜0时，将索引号后移m，即I[a'][k]＝I[a'][k]+m；将最后一条相交线上的交点数翻转为第一条边界线的交点数，即N[a']＝N[a'+a-1]；将被动区域的最后一个相交线索引号翻转为第一个相交线索引号，即J[a'][k]＝J[a'+a-1][k]。

(6)特殊区域合并规则具体如下：

当有效交点个数少于两个时，交点个数可能为1或0，采用特殊区域合并规则，特殊区域合并流程如图13所示。需要输入双倍主动区域A顶点坐标数组X[2m]和Y[2m]；双倍被动区域B顶点坐标数组X'[2n]和Y'[2n]；区域A相交线索引号数组I[a][b]；区域B相交线索引号数组J[a][b]；删除无效交点之前区域A相交线对应的交点个数数组N[a]；有效交点总数k。

当k＝1时，两区域只有一个有效交点，该交点是两区域重合的顶点，两区域之间是包含与被包含的关系。顶点A[a']和B[b']是相交线索引号之后的第二个顶点，该点必定不是区域交点，而区域交点之外的所有顶点的有效性相同，因此只需要对这两个点进行有效性判定即可。当B₁＝1时，B₂＝0，区域A的所有顶点均为有效顶点，区域B被区域A包含，区域合并结果为区域A；当B₁＝0时，B₂＝1，区域B的所有顶点均为有效顶点，区域A被区域B包含，区域合并结果为区域B。

当k＝0时，两区域无有效交点，此时a的值即为区域的无效交点个数。当a＝m时，区域A的所有顶点都是无效交点，两区域完全重合，区域合并结果为区域A。当a＝1时，两区域相交于一个无效交点，且两区域的其他顶点属性都相同，则当B₁＝B₂＝0时，区域合并结果为空集；当B₁＝B₂＝1时，两区域的顶点均为有效顶点，区域合并结果为两个相互独立的区域A和区域B。当a＝0时，两区域无交点，每个区域的所有顶点属性均相同，因此取A[0]点和B[0]点进行有效性判定，进而得出区域的所有顶点有效性。当B₃＝B₄＝0时，两区域的所有顶点均为无效顶点，区域合并结果为空集；当B₃＝1且B₄＝0时，区域A的所有顶点均为有效顶点，区域合并结果为区域A；当B₃＝0且B₄＝1时，区域B的所有顶点均为有效顶点，区域合并结果为区域B。

(7)常规区域合并规则具体如下：

当两区域的有效交点数大于1时，需要利用两区域的有效交点和有效连接段进行常规区域合并，常规区域合并流程如图14所示。需要输入双倍主动区域A的顶点坐标数组X[2m]和Y[2m]；双倍被动区域B的顶点坐标数组X'[2n]和Y'[2n]；第2i个交点(x₁，y₁)，区域A的第2i条相交线索引号i₁和对应的区域B的相交线索引号j₁，第2i+1条相交线索引号i₂和对应的区域B的相交线索引号j₂，第2i+1个交点(x₂，y₂)。

首先提取主动区域的有效连接段参数，起始顶点索引号s₁＝i₁+1，截取的顶点数组长度l₁＝i₂-i₁；分别提取两条区域B的相交线索引号中的最小值a＝Min(j₁，j₂)和其对应的交点坐标(x，y)以及索引号的最大值b＝Max(j₁，j₂)和其对应的交点坐标(x'，y')。对顶点B[a]、B[a+1]、B[b]和B[b+1]进行有效性判定，分别得出其标志位B₁、B₂、B₃和B₄。

当j₁＝j₂时，区域A的第i₁条相交线和第i₂条相交线与区域B的第j₁条相交线分别相交于点(x₁，y₁)和(x₂，y₂)。则当B₁＝B₂＝0时，两交点两侧的区域B的顶点均为无效顶点，此时区域A的连接段与交点形成闭合区域，区域B的顶点不参与此次区域合并；当B₁＝B₂＝1时，两交点两侧的区域B的顶点均为有效顶点，此时区域B的所有顶点均参与此次区域合并，连接段的起点为第j₁条相交线的端点，即s₂＝a+1；连接段的长度为区域B顶点数组的长度，即l₂＝n，可将该有效连接段正向连接至区域A的连接段，不需要翻转处理，即B_s＝0。

当j₁≠j₂时，与区域A相交的是区域B的两条不同相交线。当|j₂-j₁|≥2时，第j₁条相交线和第j₂条相交线不相邻，即两交点之间至少存在一个区域B的顶点。当B₂＝B₃＝1时，即两交点内侧的两个索引号顶点均为有效顶点，则两顶点之间的所有顶点均为有效顶点，区域B的有效连接段的起点为第a条相交线的端点，即s₂＝a+1；连接段的长度为区域B顶点数组的长度，即l₂＝b-a，将这种起点索引号小于终点索引号的有效连接段称为正向连接段；当B₂＝B₃＝0时，即两交点内侧的两个顶点均为无效顶点，则两顶点之间的所有顶点均为无效顶点，区域B的有效连接段的起点为第b条相交线的端点，即s₂＝b+1；连接段的终点为第a条相交线的端点，则有效连接段的长度l₂＝n-b+a，将这种起点索引号小于终点索引号的有效连接段称为反向连接段。

当|j₂-j₁|＝1时，第j₁条相交线和第j₂条相交线相邻。若两条相交线上的交点均不是区域顶点B[b]，即X'[b]≠x、Y'[b]≠y、X'[b]≠x'、Y'[b]≠y'，两交点之间的区域B的顶点为B[b]，当B₂＝0时，区域B的有效连接段的起点为第b条相交线的端点，即s₂＝b+1；连接段的终点为第a条相交线的端点，则有效连接段的长度l₂＝n-b+a；当B₂＝1时，区域B的有效连接段只包含顶点B[b]，即s₂＝a+1，l₂＝b-a。

若第b条相交线上的交点是顶点B[b]，即X'[b]＝x'、Y'[b]＝y'，则顶点B[b+1]位于两交点外侧，当B₄＝1时，区域B的有效连接段的起点为第b条相交线的端点，即s₂＝b+1；连接段的终点为第a条相交线的端点，则有效连接段的长度l₂＝n-b+a；当B₄＝0时，区域B的有效连接段可能只包含顶点B[b]或者没有顶点，即s₂＝a+1，l₂＝b-a。

若第a条相交线上的交点是顶点B[b]，即X'[b]＝x、Y'[b]＝y，顶点B[a]位于两交点外侧，当B₁＝1时，区域B的有效连接段的起点为第b条相交线的端点，即s₂＝b+1；连接段的终点为第a条相交线的端点，则有效连接段的长度l₂＝n-b+a；当B₁＝0时，区域B的有效连接段可能只包含顶点B[b]或者没有顶点，即s₂＝a+1，l₂＝b-a。

当j₁≠j₂时，若区域B的连接段为正向连接段，则当j₂＝a时，j₂为两相交线索引号中的最小值，不需要翻转该连接段，即B_s＝0；当j₂＝b时，j₂为两相交线索引号中的最大值，需要翻转该连接段，即B_s＝1。若区域B的连接段为正向连接段，则当j₂＝a时，B_s＝1；当j₂＝b时，B_s＝0。

之后利用得到的各区域连接段信息，即可提取出新区域的边界顶点，新区域边界顶点提取流程如图15所示。需要输入双倍主动区域顶点坐标数组X[2m]和Y[2m]；双倍被动区域顶点坐标数组X'[2n]和Y'[2n]；主动区域连接段的起点索引号s₁和长度l₁以及起点和终点对应的交点坐标(x₁，y₁)和(x₂，y₂)；被动区域连接段的起点索引号s₂、长度l₂和翻转标志为B_s。

将第一个交点坐标作为新区域的第一个顶点，即X"[0]＝x₁，Y"[0]＝y₁；按顺序逐个连接主动区域有效连接段的顶点，即X"[i]＝X[i+s₁]，Y"[i]＝Y[i+s₁]；在主动区域的有效连接段之后连接第二个交点坐标，即X"[i]＝x₂，Y"[i]＝y₂；最后按顺序连接被动区域的有效连接段，当B_s＝0时，正序连接被动区域的有效连接段，即X"[i+j]＝X'[j+s₁]，Y"[i+j]＝Y'[j+s₁]；当B_s＝1时，逆序连接被动区域的有效连接段，即X"[i+j]＝X'[s₂+l₂-j]，Y"[i+j]＝Y'[s₂+l₂-j]。

实施例三：

如图16所示，本实施例的一种基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统，包括：

求解模块301，用于求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；所述两区域为当前时刻的作业覆盖子区域和前一时刻的已作业覆盖区域；

排列模块302，用于依据有效交点选择出所述两区域中的一个区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；

重构模块303，用于当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域。

实施例四：

如图17所示，本实施例的另一种基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统，包括：

选择模块401，用于选择接收数据的形式，所述接收数据的形式包括串口接收数据和直接提取数据文档两种，所述串口接收数据用于进行实时在线数据分析，所述直接提取数据文档用于离线分析采集到的数据文档，所述数据文档为无人机作业参数；

实时检测模块402，用于实时检测所选择端口的数据更新，当接收到新数据时，，利用新数据和前一时刻获取的无人机作业参数数据构造当前时刻的作业覆盖子区域的边界，只有当当前时刻的作业覆盖子区域的边界是一个闭合图形时，将当前时刻的覆盖子区域与前一时刻的已作业覆盖区域进行合并。

求解模块403，用于求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；所述两区域为当前时刻的作业覆盖子区域和前一时刻的已作业覆盖区域；

排列模块404，用于依据有效交点选择出所述两区域中的一个区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；

重构模块405，用于当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域。

所述求解模块403进一步包括：

求解子模块4031，用于基于所构造的当前时刻的作业覆盖子区域边界信息和前一时刻的已作业覆盖区域边界信息，求解出两区域的所有交点；所述边界信息为双倍顶点坐标数组；

判定模块4032，用于对两区域的所有交点中的多重交点的所有相交线两端的区域顶点属性进行判定，若多重交点的所有相交线两端的区域顶点均为无效顶点或均为有效顶点，则该多重交点为无效交点，对多重交点中的无效交点进行删除；所述多重交点为3条以上区域边界线的共同交点；所述相交线为两区域产生相交的区域边界线。

所述排列模块404进一步包括：

选择子模块4041，用于选择有效交点中的多重交点较少的区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域；当两区域的多重交点数相等时，默认选择新加入的区域作为主动区域；

排列子模块4042，用于根据主动区域的相交线对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段。

以上所示仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；所述两区域为当前时刻的作业覆盖子区域和前一时刻的已作业覆盖区域；

所述步骤1包括：

步骤1.1：基于所构造的当前时刻的作业覆盖子区域边界信息和前一时刻的已作业覆盖区域边界信息，求解出两区域的所有交点；

步骤1.2：对两区域的所有交点中的多重交点的所有相交线两端的区域顶点属性进行判定，若多重交点的所有相交线两端的区域顶点均为无效顶点或均为有效顶点，则该多重交点为无效交点，对多重交点中的无效交点进行删除；所述多重交点为3条以上区域边界线的共同交点；所述相交线为两区域产生相交的区域边界线；

步骤2：依据有效交点选择出所述两区域中的一个区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；顶点标志位均为1的连接段称为有效连接段；

所述步骤2包括：

步骤2.1：选择有效交点中的多重交点较少的区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域；当两区域的多重交点数相等时，默认选择新加入的区域作为主动区域；

步骤2.2：根据主动区域的相交线对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；

步骤3：当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域；

所述特殊区域合并规则为：

当两区域有效交点总数为0时，两区域无有效交点：

当主动区域的顶点均为无效交点时，主动区域和被动区域完全重合，区域合并结果为主动区域；当两区域无无效交点或者无效交点数小于区域顶点数，且当主动区域和被动区域的顶点均为无效顶点时，区域合并结果为空集；当两区域无无效交点或者无效交点数小于区域顶点数，且其中一个区域的所有顶点均为有效顶点，另一个区域的所有顶点均为无效顶点时，区域合并结果为有效顶点构成的区域；

当两区域有效交点总数为1时，两区域有一个有效交点：

当主动区域的所有顶点均为有效顶点时，主动区域包含被动区域，区域合并结果为主动区域；当被动区域的所有顶点均为有效顶点时，被动区域包含主动区域，区域合并结果为主动区域；

所述常规区域合并规则为：

当两区域有效交点总数大于1时，提取两区域的有效连接段，根据有效连接段提取出新区域的边界顶点。

2.根据权利要求1所述的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法，其特征在于，在所述步骤1之前，还包括：

选择接收数据的形式，所述接收数据的形式包括串口接收数据和直接提取数据文档两种，所述串口接收数据用于进行实时在线数据分析，所述直接提取数据文档用于离线分析采集到的数据文档，所述数据文档为无人机作业参数；

实时检测所选择端口的数据更新，当接收到新数据时，利用新数据和前一时刻获取的无人机作业参数数据构造当前时刻的作业覆盖子区域的边界，只有当当前时刻的作业覆盖子区域的边界是一个闭合图形时，将当前时刻的作业覆盖子区域与前一时刻的已作业覆盖区域进行合并。

3.基于权利要求1或2所述的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构方法的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统，其特征在于，包括：

求解模块，用于求解出待合并两区域的所有交点，将交点分为有效交点和无效交点，再基于对交点两侧的区域顶点属性的判定删除无效交点；所述两区域为当前时刻的作业覆盖子区域和前一时刻的已作业覆盖区域；

排列模块，用于依据有效交点选择出所述两区域中的一个区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域，对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段；

重构模块，用于当有效交点数大于1时，即两区域存在交集时，按照有效连接段的排列顺序，采用常规区域合并规则，逐段与被动区域连接，直至完成所有有效连接段的连接，得到新区域；当有效交点数小于或等于1时，即两区域不存在交集时，基于交点信息采用特殊区域合并规则得到新区域。

4.根据权利要求3所述的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统，其特征在于，还包括：

选择模块，用于选择接收数据的形式，所述接收数据的形式包括串口接收数据和直接提取数据文档两种，所述串口接收数据用于进行实时在线数据分析，所述直接提取数据文档用于离线分析采集到的数据文档，所述数据文档为无人机作业参数；

实时检测模块，用于实时检测所选择端口的数据更新，当接收到新数据时，利用新数据和前一时刻获取的无人机作业参数数据构造当前时刻的作业覆盖子区域的边界，只有当当前时刻的作业覆盖子区域的边界是一个闭合图形时，将当前时刻的作业覆盖子区域与前一时刻的已作业覆盖区域进行合并。

5.根据权利要求3所述的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统，其特征在于，所述求解模块包括：

求解子模块，用于基于所构造的当前时刻的作业覆盖子区域边界信息和前一时刻得到的已作业覆盖区域边界信息，求解出两区域的所有交点；

判定模块，用于对两区域的所有交点中的多重交点的所有相交线两端的区域顶点属性进行判定，若多重交点的所有相交线两端的区域顶点均为无效顶点或均为有效顶点，则该多重交点为无效交点，对多重交点中的无效交点进行删除；所述多重交点为3条以上区域边界线的共同交点；所述相交线为两区域产生相交的区域边界线。

6.根据权利要求3所述的基于有效交点的作业覆盖区域实时重构系统，其特征在于，所述排列模块包括：

选择子模块，用于选择有效交点中的多重交点较少的区域作为主动区域，另一个区域作为被动区域；当两区域的多重交点数相等时，默认选择新加入的区域作为主动区域；

排列子模块，用于根据主动区域的相交线对主动区域的交点进行重新排序，将交点成对排列，使得每对交点之间的连接段均为有效连接段。

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