植保无人直升机作为新兴的智能农机装备,集成了计算机系统、通信技术、自动控制与地理测绘及导航定位等多个研究领域的技术,是当前农业航空植保领域的研究热点之一。随着无人直升机飞行控制的技术发展,自主飞行作业成为当前植保无人机的一个重要研究方向,其中航线规划技术是植保无人机自主作业系统的重要组成部分。鉴于此,本文开展了相关研究,顺应了当前现代农业发展的趋势,为农业航空植保提供一定的思路,具有重要且现实的工程价值。本文在全覆盖路径规划理论基础下,针对DWK700中型无人直升机植保自主飞行的技术需求,研究了用于农药喷洒的无人直升机航线规划方法和实现技术,旨在开发出能够满足实际工程应用的专用软件。首先,本文从植保无人机、植保航线规划等角度对当前的国内外相关研究进行归纳和总结,并针对本文的研究对象和研究目标,提出了研究思路和方案;其次,利用高斯克吕格投影法构建环境模型并提供航线规划问题的数学基础;再者,结合当前植保作业的实际需求以及植保作业特点设计出多种作业模式;重点就航线自动生成问题,利用计算机图形学理论,设计并实现了全覆盖路径规划算法;接着,针对大地块航线规划问题,提出了作业架次优化与区域优化分割两种航线优化方法,实现全局规划效益最大化。最后,从系统开发和工程验证角度出发,利用QT Creator5.3.2/C++集成开发环境,设计并实现了植保航线规划软件;利用实验室成熟的工程经验构建了半物理仿真测试验证环境,并分别完成了规划算法、优化方法以及航线规划软件的测试验证。综合验证结果表明,本文的研究内容正确、可行,较好地完成了课题研究内容,达到预期研究目标。