CN108733077A - 一种农用无人机作业智能化调控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农用无人机作业智能化调控***，包括：路径规划模块，用于规划无人机在待喷药区域内的飞行路径；节点设定模块，用于当无人机在沿着飞行路径飞行时采集待喷药区域内的作物的图像信息，且基于上述图像信息获取待喷药区域内作物的高度分布情况，并根据待喷药区域内作物的高度分布情况在飞行路径内设定高度调节点；智能调控模块，用于在无人机沿着飞行路径为待喷药区域喷药时，在高度调节点处调节无人机的飞行高度。本发明提出的农用无人机作业智能化调控***，解决了无人机在田间对作物施药时的不均匀性，避免无人机的飞行高度与作物生长高度不协调时喷药造成药物利用率低下的问题，全面提高无人机喷药的效率和效果。
Description
技术领域
本发明涉及无人机施药调控技术领域，尤其涉及一种农用无人机作业智能化调控***。
背景技术
中国是一个农业大国，农药生产技术已处于国际先进水平，但农药使用技术严重落后的现状与其高速发展的农药水平极不相称。农药的不合理使用造成了一系列的负面影响，已经成为我国农业经济发展的制约因素。目前，无人机等农业装备发展非常迅速，通过硬件方面创新对变量喷药进行研究，但目前的机载施药***没有进行田间定位及处方图信息执行的功能，使得在实际的应用过程中并未达到真正的精准用药，防治效果不明显甚至不如传统施药方法。具体地：田间作物生长过程中，由于光照、水分、土壤肥量的不同，会导致不同区域的作物的生长高度不同，甚至相近区域的作物的生长高度也不同，此时，若无人机采用同一种飞行高度来施药，会对施药效果产生不利影响。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种农用无人机作业智能化调控***。
本发明提出的农用无人机作业智能化调控***，包括：
路径规划模块，用于规划无人机在待喷药区域内的飞行路径；
节点设定模块，用于当无人机在沿着飞行路径飞行时采集待喷药区域内的作物的图像信息，且基于上述图像信息获取待喷药区域内作物的高度分布情况，并根据待喷药区域内作物的高度分布情况在飞行路径内设定高度调节点；
智能调控模块，用于在无人机沿着飞行路径为待喷药区域喷药时，在高度调节点处调节无人机的飞行高度。
优选地，所述路径规划模块具体用于：
获取待喷药区域的边界；
基于所述边界划定n条与地面平行的飞行路径；其中，n条飞行路径相互平行且相邻两条飞行路径之间的间距相等。
优选地，所述节点设定模块具体用于：
当无人机在沿着n条飞行路径飞行时采集每一条飞行路径下方的作物的图像信息；
基于上述图像信息统计每一条飞行路径下方的作物的高度分布情况，并绘制出n条高度变化曲线；
将每一条高度变化曲线上的波峰和波谷作为高度调节点。
优选地，所述智能调控模块具体用于：
在无人机沿着n条飞行路径为待喷药区域喷药时，在每一条飞行路径内的高度调节点处调整无人机的飞行高度，使无人机位于高度调节点上方且无人机与高度调节点之间的高度差保持为预设值h0。
优选地，所述节点设定模块在采集待喷药区域内的作物的图像信息时，采用多个采集装置对作物的图像信息进行采集，且多个采集装置在无人机上的安装位置互不相同。
本发明提出的农用无人机作业智能化调控***，解决了无人机在田间对作物施药时的不均匀性，避免无人机的飞行高度与作物生长高度不协调时喷药造成药物利用率低下的问题，全面提高无人机喷药的效率和效果。具体地：本发明首先对待喷药区域的范围进行确定，然后根据该范围划定无人机的飞行路径，避免无人机在喷药时出现漏喷或多喷的现象；在飞行路径规划好之后，无人机沿着飞行路径试飞行，一方面能够检验飞行路径规划的是否有效，另一方面在无人机飞行过程中采集每一条飞行路径下作物的生长高度，并根据作物的生长高度来为不同区域的作物选择不同的施药高度，即在每一条飞行路径内设置高度调节点；最后当无人机沿着飞行路径进行喷药时，当无人机到达每一个高度调节点时调节无人机的飞行高度，使无人机与每一个高度调节点保持相同的高度，即无人机的喷药高度与不同区域内作物的高度之间达到平衡，通过动态的调节无人机的飞行高度来保证无人机喷药的均匀性，从而提高药物的利用率、保证喷药效果。
附图说明
图1为一种农用无人机作业智能化调控***的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种农用无人机作业智能化调控***。
参照图1，本发明提出的农用无人机作业智能化调控***，包括：
路径规划模块，用于规划无人机在待喷药区域内的飞行路径；
本实施方式中，所述路径规划模块具体用于：
首先获取待喷药区域的边界；通过确定待喷药区域的边界能够提高喷药的精准性，避免出现漏喷或多喷的情况；
然后基于所述边界划定n条与地面平行的飞行路径；通过细分出多条飞行路径能够进一步提升无人机的喷药效果；其中，n条飞行路径相互平行且相邻两条飞行路径之间的间距相等。
节点设定模块，用于当无人机在沿着飞行路径飞行时采集待喷药区域内的作物的图像信息，且基于上述图像信息获取待喷药区域内作物的高度分布情况，并根据待喷药区域内作物的高度分布情况在飞行路径内设定高度调节点；
本实施方式中，所述节点设定模块具体用于：
当无人机在沿着n条飞行路径飞行时采集每一条飞行路径下方的作物的图像信息；
基于上述图像信息统计每一条飞行路径下方的作物的高度分布情况，并绘制出n条高度变化曲线；
将每一条高度变化曲线上的波峰和波谷作为高度调节点；
由于待喷药区域内的作物在不同光照、水分、土壤肥力的环境下的生长高度不同，因此不能使无人机保持同一种飞行高度来对长势不同的作物进行喷药，难以保证喷药效果，通过将每一条分型路径下方的作物生长高度的最高点和最低点作为调节无人机飞行高度的节点，能够有效地避免作物过高或过低而影响无人机喷洒的药物的均匀性，保证药物的利用效率。
智能调控模块，用于在无人机沿着飞行路径为待喷药区域喷药时，在高度调节点处调节无人机的飞行高度。
本实施方式中，所述智能调控模块具体用于：
在无人机沿着n条飞行路径为待喷药区域喷药时，在每一条飞行路径内的高度调节点处调整无人机的飞行高度，使无人机位于高度调节点上方且无人机与高度调节点之间的高度差保持为预设值h0；该预设值h0可根据实际的应用环境进行设定和调节，通过使无人机的飞行高度与作物的实际高度之间保持动态平衡，有利于保证药物喷洒的均匀性和效果，提高无人机作业的效率。
在进一步的实施例中，所述节点设定模块在采集待喷药区域内的作物的图像信息时，采用多个采集装置对作物的图像信息进行采集，通过设置多个采集装置能够全方位地对每一条飞行路径下方的作物的图像信息进行采集，保证图像采集的有效性，且多个采集装置在无人机上的安装位置互不相同，进一步提高图像信息采集的全面性。
本实施方式提出的农用无人机作业智能化调控***，解决了无人机在田间对作物施药时的不均匀性，避免无人机的飞行高度与作物生长高度不协调时喷药造成药物利用率低下的问题，全面提高无人机喷药的效率和效果。具体地：本实施方式首先对待喷药区域的范围进行确定，然后根据该范围划定无人机的飞行路径，避免无人机在喷药时出现漏喷或多喷的现象；在飞行路径规划好之后，无人机沿着飞行路径试飞行，一方面能够检验飞行路径规划的是否有效，另一方面在无人机飞行过程中采集每一条飞行路径下作物的生长高度，并根据作物的生长高度来为不同区域的作物选择不同的施药高度，即在每一条飞行路径内设置高度调节点；最后当无人机沿着飞行路径进行喷药时，当无人机到达每一个高度调节点时调节无人机的飞行高度，使无人机与每一个高度调节点保持相同的高度，即无人机的喷药高度与不同区域内作物的高度之间达到平衡，通过动态的调节无人机的飞行高度来保证无人机喷药的均匀性，从而提高药物的利用率、保证喷药效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种农用无人机作业智能化调控***，其特征在于，包括：
路径规划模块，用于规划无人机在待喷药区域内的飞行路径；
节点设定模块，用于当无人机在沿着飞行路径飞行时采集待喷药区域内的作物的图像信息，且基于上述图像信息获取待喷药区域内作物的高度分布情况，并根据待喷药区域内作物的高度分布情况在飞行路径内设定高度调节点；
智能调控模块，用于在无人机沿着飞行路径为待喷药区域喷药时，在高度调节点处调节无人机的飞行高度。
2.根据权利要求1所述的农用无人机作业智能化调控***，其特征在于，所述路径规划模块具体用于：
获取待喷药区域的边界；
基于所述边界划定n条与地面平行的飞行路径；其中，n条飞行路径相互平行且相邻两条飞行路径之间的间距相等。
3.根据权利要求2所述的农用无人机作业智能化调控***，其特征在于，所述节点设定模块具体用于：
当无人机在沿着n条飞行路径飞行时采集每一条飞行路径下方的作物的图像信息；
基于上述图像信息统计每一条飞行路径下方的作物的高度分布情况，并绘制出n条高度变化曲线；
将每一条高度变化曲线上的波峰和波谷作为高度调节点。
4.根据权利要求3所述的农用无人机作业智能化调控***，其特征在于，所述智能调控模块具体用于：
在无人机沿着n条飞行路径为待喷药区域喷药时，在每一条飞行路径内的高度调节点处调整无人机的飞行高度，使无人机位于高度调节点上方且无人机与高度调节点之间的高度差保持为预设值h0。
5.根据权利要求1所述的农用无人机作业智能化调控***，其特征在于，所述节点设定模块在采集待喷药区域内的作物的图像信息时，采用多个采集装置对作物的图像信息进行采集，且多个采集装置在无人机上的安装位置互不相同。
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