随着中国农业向现代农业不断推进,对高质量现代农机装备的需求越来越大。运用植保无人机进行航空施药作业,是提高施药质量和作业效率的重要手段。对作业路径进行合理规划后,采用多植保无人机进行协同精准作业,实现根据病虫害的危害程度按需施药,能有效提高防治效果、减少环境污染、提高劳动效率。本文以多植保无人机协同作业为背景,提出农田处方图生成方案和协同路径规划方案,研究多植保无人机协同精准作业方法。建立了基于Zig-Zag遍历方式的作业区域全覆盖作业航线生成模型,提出了单一作业区域下多无人机作业区域的自动划分方法。构建了基于病害区域边界信息和基于子区域图像识别的农田处方图生成方法,为植保无人机进行精准作业提供依据。以作业架次总数、返航补给总时间、总耗时、最小补给时间间隔和边界返航点总数作为优化目标,建立了多植保无人机协同路径规划模型。设计了改进的粒子群算法对模型进行求解:实现了对各无人机返航顺序和返航点位置的优化。通过实例与最大作业距离规划和简单规划方法进行比较,验证了所提方法在多植保无人机协同作业方面的优势。根据农田处方图作业需求,在协同路径规划模型基础上,增加最大载药量约束,建立了多植保无人机协同精准作业模型,并设计算法对其进行了求解。实例验证表明:在返航补给总时间、往返飞行总时间、总耗时这3项指标上,本文提出的协同精准作业方法比最大作业距离规划和简单规划分别减少了7.7%～18.3%、7.6%～31.2%、0.4%～2.5%,尤其是能够有效分配各无人机的返航补给时间,表明该方法具有较好的实用价值。将得到的协同精准作业解决方案输入仿真软件进行模拟作业,验证了本文提出的协同精准作业方法的正确性与可行性。针对无人机发生故障离队,需要对原有作业方案进行调整的问题,在多植保无人机协同精准作业方法的基础上,提出了无人机故障离队下的协同作业再规划方法。最后通过再规划实例验证了本方法的有效性。