一种低空施药飞机作业高度测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供的一种低空施药飞机作业高度测量装置，涉及航空植保技术领域，其中，所述装置包括，主控制器、激光传感器和倾角传感器；所述主控制器与所述激光传感器和倾角传感器连接。通过在飞机机身安装倾角传感器，采集由飞机水平倾斜引起的水平倾斜角信号，通过倾斜角信号控制机载云台，调节激光传感器的测量角度，使激光传感器始终保持垂直于作物表面冠层进行测量，提高了测量的准确性。本实用新型能够直观的获取并显示飞机施药时的作业高度，提高飞机驾驶员的对飞机施药的操控性，减少施药作业过程中由于飞机作业高度变化造成的重喷或漏喷现象的发生，提高航空施药的作业效果。
【专利说明】
一种低空施药飞机作业高度测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及航空植保技术领域，尤其涉及一种低空施药飞机作业高度测量装置。
【背景技术】
[0002]近年来我国农业航空施药技术得到了快速发展，航空施药已经成为我国农业现代化重点研究的问题。航空施药过程中，施药飞机与作物冠层表面冠层的距离是否稳定对施药的效果有显著的影响。施药飞机距离作物冠层表面的距离太高时，容易造成喷出的药物雾滴发生漂移、挥发等状况;距离作物表面冠层的距离太低时，不但会容易造成危险，还会导致雾滴的分布情况不够理想;此外，施药飞机距离作物表面冠层距离的变化还会引起作业幅宽的变化，从而会出现重喷或漏喷的现象。
[0003]目前的大部分飞机都安装有高度计，常用飞行高度测量方法有气压计、超声波高度计和GPS卫星定位等。现有的测高方法能满足飞机一般飞行需要，但用于低空施药时分辨率严重不足；由于作物冠层不平整性以及飞机在施药过程中相对于地平面会有不同程度的倾斜，导致测得的飞机距离作物表面冠层的实时高度也会有较大的偏差。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的缺陷，本实用新型提出了解决上述技术问题的一种低空施药飞机作业高度测量装置，可实现提高测量飞机距离作物表面冠层实时高度的准确性。
[0005]本实用新型提供一种低空施药飞机作业高度测量装置，包括:主控制器、激光传感器和倾角传感器;所述主控制器与所述激光传感器和倾角传感器连接。
[0006]优选的，所述装置还包括用于固定所述激光传感器的机载云台，所述机载云台与所述主控制器连接。
[0007]优选的，所述装置还包括显示器，所述显示器与所述主控制器连接。
[0008]优选的，所述装置还包括预处理电路，所述预处理电路输入端与所述激光传感器连接，输出端与所述主控制器连接。
[0009]优选的，所述主控制器为Atmegal28控制器。
[0010]优选的，所述预处理电路的核心芯片为0PA2350。
[0011]优选的，所述显示器为LED显示屏。
[0012]由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种低空施药飞机作业高度测量装置，通过在飞机机身安装倾角传感器，采集由飞机水平倾斜引起的水平倾斜角信号，通过倾斜角信号控制机载云台，调节激光传感器的角度，使激光传感器始终保持垂直于作物表面冠层进行测量，提高了测量的准确性。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一实施例提供的低空施药飞机作业高度测量装置结构示意图；
[0014]图2为本实用新型一实施例提供的低空施药飞机作业高度测量装置的作业示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0016]图1示出了本实用新型一实施例提供的低空施药飞机作业高度测量装置结构示意图，如图1所示，本实施例的低空施药飞机作业高度测量装置包括:主控制器11、激光传感器12和倾角传感器13;所述主控制器11与所述激光传感器12和倾角传感器13连接。
[0017]可以理解的是，倾角传感器13优选的为单轴的倾角检测传感器，负责采集飞机在施药作业过程中水平方向的倾斜角度信号;激光传感器12优选的为收发一体式激光测距传感器，用于测量施药过程中飞机距离作物冠层的高度;主控制器11根据倾角传感器13采集的数据计算得到的直升机的水平倾角，控制激光传感器12始终保持垂直于作物表面冠层进行测量。
[0018]主控制器11优选的为Atmegal28控制器，当然可以理解，本实用新型不仅限于此，其他处理器也仍然能够实现本实用新型。所述主控制器与所述倾角传感器通过IIC总线连接。
[0019]进一步的，所述装置还包括用于固定所述激光传感器12的机载云台14，所述机载云台14与所述主控制器11连接。
[0020]可以理解的是，激光传感器12安装在机载云台14的水平面上，主控制器11可以通过控制机载云台14实现激光传感器12在水平方向的角度可调。通过加入机载云台14能够使得激光传感器12调整的角度更加的平稳精准。
[0021]进一步的，所述装置还包括显示器16，所述显示器16与所述主控制器11连接，所述显示器16用于将测量的飞机距离作物表面冠层实时高度显示给用户。
[0022]显示器16优选的为LED显示屏，当然可以理解，本实用新型不仅限于此，其他具有显示功能的显示器16也仍然能够实现本实用新型。通过加入显示器16使得用户能够直观实时的看到飞机的高度。
[0023]进一步的，所述装置还包括预处理电路15，所述预处理电路15输入端与所述激光传感器12连接，输出端与所述主控制器11连接。所述预处理电路15用于将所述激光传感器12输出的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号进行放大和滤波处理。
[0024]信号经过预处理电路15进行预处理以后传送到主控制器11进行信号采集和信号提取，经过预处理去除噪声干扰以后的信号更加利于高度的准确测量。
[0025]预处理电路15优选的为以0PA2350芯片为核心的电流转电压电路，当然可以理解，本实用新型不仅限于此，其他可以实现预处理功能的电路也可以应用于本实用新型。
[0026]进一步的，主控制器11通过RS232接口与机载显示器16进行通讯，将提取到的飞机作业高度信息发送到LED显示屏进行显示。
[0027]上述施药飞机作业高度测量装置控制模式描述如下:
[0028]激光传感器12采集由作物冠层反射激光引起的电流信号，该电流信号经过预处理电路15的电流/电压转换、放大和滤波后，由主控制器11计算得到作业飞机距离作物冠层表面的距离信息。倾角传感器13采集由飞机水平倾斜引起的水平倾斜角信号，并将该水平倾斜角信号通过IIC总线传送至主控制器11，进行采集和处理。主控制器11根据获得的飞机的水平倾斜角信号，调整机载云台14的水平角度，使激光传感器12保持垂直于作物表面冠层进行测量。主控制器11通过RS232接口，将获得的飞机距离作物冠层表面的距离信息发送到LED显示屏进行实时显示。
[0029]图2示出了本实用新型提供的低空施药飞机作业高度测量装置的作业示意图，如图2所示，图中倾角传感器22水平安装在作业飞机24的机舱底部，用于采集作业飞机24在水平方向的倾斜角。激光传感器21固定在机载云台23水平面上，机载云台23安装在作业飞机24机舱底部。施药过程中，通过倾角传感器22输出的角度信息，使机载云台23进行水平调整，保证激光传感器21垂直于作物冠层25进行作业高度的测量。
[0030]本实施例提供的低空施药飞机作业高度测量装置，可以应用于农业航空施药领域，能大大提高施药飞机距离作物表面冠层实时高度测量的准确性，与现有的技术相比具有结构简单、能耗低、重量轻和成本小，能够实现低空施药作业时飞机作业高度信息的实时获取，是一种适用于有人驾驶飞机进行大面积施药作业的高度测量装置。通过对施药作业高度的测量，能够减少施药过程中漏喷、重喷情况的发生，提高有人驾驶飞机施药作业的效果。
[0031 ]本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在于该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是互相排斥之处，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
[0032]此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0033]本实用新型的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
[0034]最后应说明的是:本领域普通技术人员可以理解:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种低空施药飞机作业高度测量装置，其特征在于，包括:主控制器、激光传感器和倾角传感器;所述主控制器与所述激光传感器和倾角传感器连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于固定所述激光传感器的机载云台，所述机载云台与所述主控制器连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示器，所述显示器与所述主控制器连接。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括预处理电路，所述预处理电路输入端与所述激光传感器连接，输出端与所述主控制器连接。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控制器为Atmegal28控制器。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述预处理电路的核心芯片为0PA2350。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述显示器为LED显示屏。
【文档编号】G01C5/00GK205537598SQ201620040172
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】李杨, 张瑞瑞, 伊铜川, 陈立平
【申请人】北京农业智能装备技术研究中心