一种基于立体测量的旋翼无人机自动施药系统与方法与流程

文档序号:11801840阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于立体测量的旋翼无人机自动施药系统,其特征在于,包括旋翼无人机、相对高度测量模块、树冠图像测量模块、施药决策模块、施药控制模块;

所述相对高度测量模块包括:超声波传感器、GPS定位模块、电路板、无线传输模块、电源、外壳;所述GPS定位模块、电路板、无线传输模块和电源均安装在外壳内,超声波传感器在外壳外;所述相对高度测量模块安装在旋翼无人机起落架上;

所述树冠图像测量模块包括:运动摄像头、固定支架、旋转臂、调节电机、无线传输模块;所述树冠面积测量安装在旋翼无人机机身腹部;所述旋转臂、调节电机、无线传输模块固定安装在固定支架上;所述运动摄像头固定安装在旋转臂上;

所述施药决策模块包括:地面计算机、远程控制模块、信息接收设备、数据库、施药决策系统;所述地面计算机安装在地面操作空间;所述远程控制模块、数据库、施药决策系统集成在计算机中;

所述施药控制模块包括:药箱、输液管、喷头、微控制器、马达、喷头进药电磁阀;所述药箱固定安装在旋翼无人机腹部;所述喷头固定安装在旋翼无人机起落架上;所述输液管连接药箱与喷头;所述微控制器固定安装在旋翼无人机内。

2.根据权利要求1所述的所述基于立体测量的旋翼无人机自动施药系统,其特征在于,基于立体测量的旋翼无人机自动施药系统还包括前置绿色传感器和下置绿色传感器;所述前置绿色传感器固定安装在旋翼无人机前起落架上;所述下置绿色传感器固定安装在固定支架上。

3.根据权利要求1所述的所述基于立体测量的旋翼无人机自动施药系统,其特征在于,通过设置所述喷头安装位置,使得相邻喷头之间喷洒面积边缘重叠。

4.使用权利要求2或3所述的基于立体测量的旋翼无人机自动施药系统施药的方法,其特征在于,包括以下步骤:

在地面计算机中预录入施药决策信息;

旋翼无人机携带基于立体测量的旋翼无人机自动施药系统飞行;判断所测果树是否为待喷药果树,控制旋翼无人机悬停在果树正上方;

超声波传感器阵列实时测得距离树冠的相对高度△H,GPS定位模块实时获取该树定位数据,运动摄像头获得树冠图像;上述相对高度△H、GPS定位数据和树冠面积数据通过无线传输模块传输回地面计算机;通过阈值分割所述树冠图像计算树冠面积 ;由地面计算机内置模块和程序存储并显示所测相对高度△H数据、GPS定位数据和树冠面积数据;

施药决策模块生成施药处方,发出调控旋翼无人机施药方式指令;

施药控制模块根据远程控制模块的控制信息,调节飞行姿态和喷头数量,然后进行喷洒药剂。

5.根据权利要求4所述的所述基于立体测量的旋翼无人机自动施药方法,其特征在于,判断所述所测果树是否为待喷药果树的方法为:通过GPS坐标定位、运动相机采集的实时图像或者目测判断。

6.根据权利要求4所述的所述基于立体测量的旋翼无人机自动施药方法,其特征在于,所述超声波传感器阵列实时测得距离树冠的相对高度△H的过程为:

首先,将旋翼无人机置于所测果园地面上进行测高基准标定;然后,遥控控制旋翼无人机飞到果园顶部高空,通过GPS定位坐标、机载运动相机采集的实时图像或者目测判断是否待测果树并进行方位调整,以使旋翼无人机下部正对所测果树树冠中心;通过调整飞行高度以使超声波传感器阵列发射的探测声波完全覆盖树冠表面并相互部分重合,对所测得的数据进行最小值判断,测得旋翼无人机离所测果树树冠的相对高度△H。

7.根据权利要求4所述的所述基于立体测量的旋翼无人机自动施药方法,其特征在于,所述通过阈值分割所述树冠图像计算树冠面积的具体过程为:

划分出树冠图像中的树冠区域并计算其面积,与下置绿色传感器所检测绿色边缘信息做比较,判断所拍照片是否完全覆盖树冠,若已完全覆盖则记录结果,若未完全覆盖,则实时调整旋翼无人机位置后继续拍照并结合绿色边缘判断,直至完全覆盖后将结果在地面计算机中储存并显示。

8.根据权利要求4所述的所述基于立体测量的旋翼无人机自动施药方法,其特征在于,所述施药控制模块调节飞行姿态和喷头数量的过程为:

根据树干中心位置信息,控制旋翼无人机水平移动,调节旋翼无人机中心与树干中心重合,保证喷洒均匀;根据飞行器离树冠相对高度△H数据,控制旋翼无人机上下 移动,使得旋翼无人机与果树相对高度恒定,以减小施药过程中的药液漂移;根据树冠面积数据,控制各个喷头开闭,即控制喷头数量,使喷洒范围合理,从而减小药液喷施量。

9.根据权利要求4所述的所述基于立体测量的旋翼无人机自动施药方法,其特征在于,将旋翼无人机更换为直升机、多旋翼飞机等定点悬停飞行器,且所述定点悬停飞行器可人工遥控或依据GPS定位坐标规划路线无人自主导航飞行。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1