一种航空农林作业监控方法及系统与流程

本发明属于航空作业技术领域，尤其涉及一种航空农林作业监控方法及系统。

背景技术：

随着改革开放的不断深入和国民经济现代化发展的需要，农林飞机已广泛地应用于农业、林业、牧业生产中，农林航空在我国大面积农作物施药除草、防治病虫鼠害、扑灭飞蝗、人工增雨、飞播造林、护林防火等方面有着不可替代的作用。在农、林、牧的开发中，农林航空在植树造林、改变生态环境、发展旅游中都具有重要作用，农林飞机作业效率高、效果好，面且灵活，社会经济效益显著。

随着社会经济的发展，农林航空喷洒作业的应用也越来越广泛，但是现有的喷洒设备无法对飞机的航迹及航迹上的喷洒状态进行监控，导致哪些区域没有喷洒，哪些区域已经喷洒，无法辨识。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种航空农林作业监控方法，旨在解决现有技术中喷洒设备无法对飞机的航迹及航迹上的喷洒状态进行监控，导致哪些区域没有喷洒，哪些区域已经喷洒，无法辨识的问题。

本发明所提供的技术方案是：一种航空农林作业监控方法，所述方法包括下述步骤：

接收用户输入的飞机农药喷洒状态查询指令；

对接收到的所述飞机农药喷洒状态查询指令进行解析，调用预先生成的喷药轨迹的数据；

根据调用得到的喷药轨迹的数据，以地图的方式进行喷药状态的显示，在所述地图上的每一个坐标点显示在该点的喷药状态、坐标信息、喷药作业时间、喷洒作业面积以及对喷药区域和非喷药区域进行区别。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

预先生成喷药轨迹，其中，其具体包括下述步骤：

通过农药喷洒装置实时获取各个时间点的农药喷洒状态，其中，农药喷洒状态包括喷药状态和非喷药状态；

在每一个时间节点上，搭配对应的gps位置信息，生成若干个包含gps位置信息和时间信息的坐标点；

将生成的若干个所述坐标点按照gps位置信息绘制在预先配置生成的农药喷洒地图上；

将绘制在所述农药喷洒地图上的坐标点连线，形成喷药轨迹，其中，在所述农药喷洒地图上，每一个坐标点显示坐标位置和时间信息。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

在将若干个所述坐标点绘制在农药喷洒地图上时，根据所述时间节点的喷药状态，进行颜色区分绘制。

作为一种改进的方案，所述将绘制在所述农药喷洒地图上的坐标点连线，形成喷药轨迹的步骤之后还包括下述步骤：

根据喷药轨迹，统计喷洒作业时间，并计算相应的喷洒作业时间内喷洒作业的面积。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

预先生成农药喷洒地图，在所述农药喷洒地图上显示待喷洒的农林区域。

本发明的另一目的在于提供一种航空农林作业监控系统，所述系统包括：

查询指令接收模块，用于接收用户输入的飞机农药喷洒状态查询指令；

数据调用模块，用于对接收到的所述飞机农药喷洒状态查询指令进行解析，调用预先生成的喷药轨迹的数据；

地图显示模块，用于根据调用得到的喷药轨迹的数据，以地图的方式进行喷药状态的显示，在所述地图上的每一个坐标点显示在该点的喷药状态、坐标信息、喷药作业时间、喷洒作业面积以及对喷药区域和非喷药区域进行区别。

作为一种改进的方案，所述系统还包括：

喷药轨迹生成模块，用于预先生成喷药轨迹，其中，所述喷药轨迹生成模块具体包括：

农药喷洒状态获取模块，用于通过农药喷洒装置实时获取各个时间点的农药喷洒状态，其中，农药喷洒状态包括喷药状态和非喷药状态；

坐标点生成模块，用于在每一个时间节点上，搭配对应的gps位置信息，生成若干个包含gps位置信息和时间信息的坐标点；

坐标点绘制模块，用于将生成的若干个所述坐标点按照gps位置信息绘制在预先配置生成的农药喷洒地图上；

喷药轨迹形成模块，用于将绘制在所述农药喷洒地图上的坐标点连线，形成喷药轨迹，其中，在所述农药喷洒地图上，每一个坐标点显示坐标位置和时间信息。

作为一种改进的方案，所述系统还包括：

颜色区别模块，用于在将若干个所述坐标点绘制在农药喷洒地图上时，根据所述时间节点的喷药状态，进行颜色区分绘制。

作为一种改进的方案，所述系统还包括：

作业时间统计模块，用于根据喷药轨迹，统计喷洒作业时间；

作业面积计算模块，用于计算相应的喷洒作业时间内喷洒作业的面积。

作为一种改进的方案，所述系统还包括：

喷药地图生成模块，用于预先生成农药喷洒地图，在所述农药喷洒地图上显示待喷洒的农林区域。

在本发明实施例中，接收用户输入的飞机农药喷洒状态查询指令；对接收到的所述飞机农药喷洒状态查询指令进行解析，调用预先生成的喷药轨迹的数据；根据调用得到的喷药轨迹的数据，以地图的方式进行喷药状态的显示，在所述地图上的每一个坐标点显示在该点的喷药状态、坐标信息、喷药作业时间、喷洒作业面积以及对喷药区域和非喷药区域进行区别，从而实现对喷药飞机喷洒轨迹的监控和查询，对喷药区域进行查看和辨识，为飞行喷洒农药提供理论依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明提供的航空农林作业监控方法的实现流程图；

图2是本发明提供的喷洒状态显示示意图；

图3是本发明提供的预先生成喷药轨迹的实现流程图；

图4是本发明提供的农药喷洒装置的结构示意图；

图5是本发明提供的航空农林作业监控系统的结构框图；

图6是本发明提供的喷药轨迹生成模块的结构框图；

其中，1-喷药地图生成模块，2-固定支架，3-喷洒支架，4-喷淋头，5-输液管，6-水泵，7-药液罐，8-压力传感器，9-控制器，10-摄像头，11-第一控制板，12-第二控制板，13-作业时间统计模块，14-作业面积计算模块，15-查询指令接收模块，16-数据调用模块，17-地图显示模块，18-喷药轨迹生成模块，19-农药喷洒状态获取模块，20-坐标点生成模块，21-坐标点绘制模块，22-喷药轨迹形成模块，23-颜色区别模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了本发明提供的航空农林作业监控方法的实现流程图，其具体包括下述步骤：

在步骤s101中，接收用户输入的飞机农药喷洒状态查询指令。

该获取飞机农药喷洒状态查询指令的方式有多种，例如在移动终端的应用程序界面上点击相应的操作按钮，操作按钮触发形成该飞机农药喷洒状态查询指令。

在步骤s102中，对接收到的所述飞机农药喷洒状态查询指令进行解析，调用预先生成的喷药轨迹的数据。

在该步骤中，喷药轨迹所对应的数据为飞机在喷洒过程中实时生成的数据，并同步到远程终端进行保存，以便同步播放或实时查询。

在步骤s103中，根据调用得到的喷药轨迹的数据，以地图的方式进行喷药状态的显示，在所述地图上的每一个坐标点显示在该点的喷药状态、坐标信息、喷药作业时间、喷洒作业面积以及对喷药区域和非喷药区域进行区别。

在该步骤中，根据调用的喷药轨迹的数据，同步显示喷药的过程内容，具体的显示内容如图2所示，图2中连线部分为喷洒区域，当然当在移动终端或者pc终端点击相应的界面上的坐标点时，显示相应的坐标信息、喷药状态，喷药作业时间等内容，在此不再赘述。

在该实施例中，在执行上述步骤s101之前还需要执行下述步骤：

预先生成喷药轨迹，其中，如图3所示，其具体包括下述步骤：

在步骤s201中，通过农药喷洒装置实时获取各个时间点的农药喷洒状态，其中，农药喷洒状态包括喷药状态和非喷药状态；

在步骤s202中，在每一个时间节点上，搭配对应的gps位置信息，生成若干个包含gps位置信息和时间信息的坐标点；

在步骤s203中，将生成的若干个所述坐标点按照gps位置信息绘制在预先配置生成的农药喷洒地图上；

在步骤s204中，将绘制在所述农药喷洒地图上的坐标点连线，形成喷药轨迹，其中，在所述农药喷洒地图上，每一个坐标点显示坐标位置和时间信息。

上述给出了在飞机喷洒农药的过程中，生成喷药轨迹的具体实现，并将生成的喷药轨迹所对应的数据保存在远程终端内，以便随时调用查看和辨识。

在该实施例中，在将若干个所述坐标点绘制在农药喷洒地图上时，根据所述时间节点的喷药状态，进行颜色区分绘制，例如喷洒过的区域用绿色进行标记，未喷洒的用红色标记，以便在实时查看时，便于识别。

在本发明实施例中，将绘制在所述农药喷洒地图上的坐标点连线，形成喷药轨迹的步骤之后还包括下述步骤：

根据喷药轨迹，统计喷洒作业时间，并计算相应的喷洒作业时间内喷洒作业的面积；

其中，从开始喷药作业时，开始计时，到喷药结束，可以计时统计，然后汇总各个喷药时间段，即可得到喷药作业时间；

对于喷药作业面积的计算可以在绘制的喷洒轨迹地图上进行相应的计算，其计算可以是估算的一个结果，在此不再赘述。

在本发明实施例中，所述方法还包括下述步骤：

预先生成农药喷洒地图，在所述农药喷洒地图上显示待喷洒的农林区域，该农药喷洒地图即为谷歌地图即可，在此不用以限制本发明。

在本发明实施例中，

如图4所示，该农药喷洒装置为设置在飞机上的用于对喷洒农药的作业过程进行控制的设备，其具体结构为：

农药喷洒装置包括安装在直升机的机体尾部的固定支架2，所述固定支架2上安装有喷洒支架3，所述喷洒支架3上固定安装有若干个用于向树木喷洒农药的喷淋头4，每一个所述喷淋头4的进水端均与输液管5的对应出水端连通，所述输液管5与水泵6连通，所述水泵6的进水端通过导管连接有药液罐7的出液端，所述药液罐7安装于所述直升机的机体上，且靠近所述固定支架2的位置；

所述输液管5上安装有一压力传感器8，所述压力传感器8通过插接机构与控制器9内的第一控制板11线路连接，所述控制器9通过基座安装于所述固定支架2上，所述控制器9与远程终端通讯连接；

所述固定支架2上还安装有用于图像采集的摄像头10，所述摄像头10通过导线与用于图像辨识的第二控制板12线路连接，所述第二控制板通过导线与所述水泵6内的驱动电机线路连接。

在该实施例中，所述插接机构包括插接座和插接头(图中未标记)，所述插接座与所述插接头对应设置，所述插接座固定安装于所述控制器9的外壳上，且通过导线与所述第一控制板11相连接，所述插接头14与数据线的一端固定连接，所述数据线的另一端与所述压力传感器8固定连接；

所述插接座上配置有一个帽盖，其中，所述插接座的外侧设有外螺纹，所述帽盖的内壁上设有内螺纹，所述帽盖与所述插接座通过螺纹连接。

在该实施例中，该第一控制板采用的是ble0405c1p蓝牙模块，ble0405c1p蓝牙模块具有低成本，低功耗，运行稳定，高效率的无线数据传输方案。

在该实施例中，第二控制板由图像识别模块和plc控制模块组成，图像识别模块用于对采集到的图像信息进行区分、识别，并将识别的信息传递给plc控制模块，由plc控制模块控制水泵6的启动与暂停，其中图像识别模块采用的是山东神华机械制造有限公司生产的cmucam3图像识别传感器模块，cmucam3是一个基于arm7的完全可编程的嵌入式计算机视觉传感器，cmucam3主要的处理器是连接到ovcmos的摄像传感器模块的32位arm处理器nxplpc2106，开放的源码环境供用户进行嵌入式图像处理的二次开发，cmucam3为智能机器人扩展了嵌入式图像处理能力，主要功能有能够跟踪和监视高对比度的区域，运动监测，颜色识别以及检测，跟踪，plc控制模块为日常生活所常见的，且属于本技术领域内技术人员公知常识，在此不再赘述

在本发明实施例中，喷淋头4的喷洒方向与直升机行进的水平方向之间的夹角为60-80度，在使用时，喷淋头4通过螺栓固定安装在喷洒支架3上，喷淋头4的喷洒方向与直升机行进的水平方向之间的夹角为60-80度，直升机在行进时，喷淋头4喷洒的农药通常落到直升机后一段距离，当处于林地与非林地交界处时，容易造成林地在交界处没有喷洒农药，通过设定喷淋头4的角度，使农药往行进方向的前面喷洒，补偿因直升机飞行造成的距离差距，改善林地交界处没有喷洒农药的问题。

图5示出了本发明提供的航空农林作业监控系统的结构框图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。

航空农林作业监控系统包括：

查询指令接收模块15，用于接收用户输入的飞机农药喷洒状态查询指令；

数据调用模块16，用于对接收到的所述飞机农药喷洒状态查询指令进行解析，调用预先生成的喷药轨迹的数据；

地图显示模块17，用于根据调用得到的喷药轨迹的数据，以地图的方式进行喷药状态的显示，在所述地图上的每一个坐标点显示在该点的喷药状态、坐标信息、喷药作业时间、喷洒作业面积以及对喷药区域和非喷药区域进行区别。

其中，所述系统还包括：

喷药轨迹生成模块18，用于预先生成喷药轨迹；

其中，如图6所示，所述喷药轨迹生成模块18具体包括：

农药喷洒状态获取模块19，用于通过农药喷洒装置实时获取各个时间点的农药喷洒状态，其中，农药喷洒状态包括喷药状态和非喷药状态；

坐标点生成模块20，用于在每一个时间节点上，搭配对应的gps位置信息，生成若干个包含gps位置信息和时间信息的坐标点；

坐标点绘制模块21，用于将生成的若干个所述坐标点按照gps位置信息绘制在预先配置生成的农药喷洒地图上；

喷药轨迹形成模块22，用于将绘制在所述农药喷洒地图上的坐标点连线，形成喷药轨迹，其中，在所述农药喷洒地图上，每一个坐标点显示坐标位置和时间信息。

在该实施例中，所述系统还包括：

颜色区别模块23，用于在将若干个所述坐标点绘制在农药喷洒地图上时，根据所述时间节点的喷药状态，进行颜色区分绘制。

所述系统还包括：

作业时间统计模块13，用于根据喷药轨迹，统计喷洒作业时间；

作业面积计算模块14，用于计算相应的喷洒作业时间内喷洒作业的面积。

在本发明实施例中，所述系统还包括：

喷药地图生成模块1，用于预先生成农药喷洒地图，在所述农药喷洒地图上显示待喷洒的农林区域。

上述各个模块的功能如上述方法实施例所记载，在此不再赘述。

在本发明实施例中，在本发明实施例中，接收用户输入的飞机农药喷洒状态查询指令；对接收到的所述飞机农药喷洒状态查询指令进行解析，调用预先生成的喷药轨迹的数据；根据调用得到的喷药轨迹的数据，以地图的方式进行喷药状态的显示，在所述地图上的每一个坐标点显示在该点的喷药状态、坐标信息、喷药作业时间、喷洒作业面积以及对喷药区域和非喷药区域进行区别，从而实现对喷药飞机喷洒轨迹的监控和查询，对喷药区域进行查看和辨识，为飞行喷洒农药提供理论依据。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。