一种喷洒农药用无人机

1.本发明涉及智能喷洒农药用无人机技术，特别涉及一种喷洒农药用无人机。


背景技术：

2.目前，人们进行农药喷洒主要是通过驾驶移动器械进行手动范围的喷洒，根据农作物的病害情况喷洒农药，但这种方法非常浪费人力资源，对于范围较大的喷洒面积，这种方法增大了人力成本，如果仅仅采用无人驾驶机械进行喷洒又无法识别病害情况，只会造成农药的过度使用和浪费。


技术实现要素：

3.为了至少解决或部分解决上述问题，提供一种喷洒农药用无人机。
4.为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：本发明一种喷洒农药用无人机，包括无人机主体和数据处理系统，所述无人机主体上安装有摄像头，所述无人机主体的底部设置有储液罐，所述储液罐的底部安装有喷头，所述喷头上设置有控制结构，所述数据处理系统包括图像收集模块、图像预处理模块、病变识别模块、喷淋控制模块、运动控制模块、gps定位模块、导航模块；所述导航模块根据预设的路线进行导航，并将预设的路线发送至运动控制模块；所述运动控制模块根据预设的路线控制无人机主体向着路线移动；所述gps定位模块用于定位无人机的位置，并将数据发送给地面的控制站；所述图像收集模块通过摄像头收集飞机下方农作物的图像数据，并将图像数据发送至图像预处理模块；所述图像预处理模块将图像数据进行预处理，并将图像数据发送至病变识别模块；所述病变识别模块利用病害特征图像建立样本库，搭建深度学习框架，训练网络模型，采用区域提案网络与边界框回归损失对病害进行识别，将识别结果发送至喷淋控制模块；所述喷淋控制模块控制控制结构对喷头的喷淋进行启闭。
5.作为本发明的一种优选技术方案，所述控制结构包括横截面大小与喷头相同的挡板，所述挡板的一端连接有转轴，所述转轴的一端连接有驱动电机，所述驱动电机与喷淋控制模块信号连接。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述图像预处理模块采用均光快速滤波算法对图像进行降噪处理，再将农作物的图像和背景图像差分处理，增加农作物的图像的对比度。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据处理系统还包括通信模块，所述数据处理系统通过通信模块进行信息交互。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述无人机上设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板为无人机提供电能。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明采用智能无人机技术来实现农药的自动喷洒，利用智能识别系统来识别病害并实现精准喷洒，从而提高农药的利用效率，利用无人机的自动巡航系统实现无人喷洒，减少了人力成本。
附图说明
10.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明控制结构的整体结构示意图；图3是本发明数据处理系统的模块图；图中：1、无人机主体；2、数据处理系统；3、摄像头；4、储液罐；5、喷头；6、控制结构；7、图像收集模块；8、图像预处理模块；9、病变识别模块；10、喷淋控制模块；11、运动控制模块；12、gps定位模块；13、导航模块；14、挡板；15、转轴；16、驱动电机；17、通信模块。
具体实施方式
11.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
12.此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
13.实施例1如图1-3所示，本发明提供一种喷洒农药用无人机，包括无人机主体1和数据处理系统2，无人机主体1上安装有摄像头3，无人机主体1的底部设置有储液罐4，储液罐4的底部安装有喷头5，喷头5上设置有控制结构6，数据处理系统2包括图像收集模块7、图像预处理模块8、病变识别模块9、喷淋控制模块10、运动控制模块11、gps定位模块12、导航模块13；导航模块13根据预设的路线进行导航，并将预设的路线发送至运动控制模块11；运动控制模块11根据预设的路线控制无人机主体1向着路线移动；gps定位模块12用于定位无人机的位置，并将数据发送给地面的控制站；图像收集模块7通过摄像头3收集飞机下方农作物的图像数据，并将图像数据发送至图像预处理模块8；图像预处理模块8将图像数据进行预处理，并将图像数据发送至病变识别模块9；病变识别模块9利用病害特征图像建立样本库，搭建深度学习框架，训练网络模型，采用区域提案网络与边界框回归损失对病害进行识别，将识别结果发送至喷淋控制模块10；喷淋控制模块10控制控制结构6对喷头5的喷淋进行启闭。
14.具体的，在使用的过程中，先设定预先的航道，启动无人机，无人机启动时，利用
gps定位模块12对无人机的位置进行准确定位，然后利用导航模块13根据预定的航道进行行驶，并通过底部的摄像头3收集航道下方的农作物的图像数据，并将图像数据进行处理，自动识别病害，并根据病害情况喷洒农药。
15.农药喷洒通过控制结构6来完成，控制结构6包括横截面大小与喷头相同的挡板14，挡板14的一端连接有转轴15，转轴15的一端连接有驱动电机16，驱动电机16与喷淋控制模块10信号连接，喷淋控制模块10接收到喷洒指令时，通过驱动电机16启动带动转轴15转动，转轴15转动带动挡板14转动，从而使封闭住喷头5的挡板14旋转，使农药喷洒而出，在关闭时，利用挡板14横截面大小与喷头5相同的特性，封住喷头5的出口使农药喷口关闭。
16.在智能识别时，需要先对图像进行预处理，图像预处理模块8采用均光快速滤波算法对图像进行降噪处理，再将农作物的图像和背景图像差分处理，增加农作物的图像的对比度，通过对图像预处理从而提高图像的清晰度，方便进行病害识别。
17.为了实现各个数据模块之间的信息交互，数据处理系统2还包括通信模块17，数据处理系统2通过通信模块17进行信息交互，利用无线通信技术来达到联通的作用。
18.为了提高无人机的续航能力，在无人机1上设置有太阳能电池板，太阳能电池板为无人机提供电能，利用太阳能电池板吸收太阳能从而实现清洁能源的利用。
19.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种喷洒农药用无人机，其特征在于，包括无人机主体（1）和数据处理系统（2），所述无人机主体（1）上安装有摄像头（3），所述无人机主体（1）的底部设置有储液罐（4），所述储液罐（4）的底部安装有喷头（5），所述喷头（5）上设置有控制结构（6），所述数据处理系统（2）包括图像收集模块（7）、图像预处理模块（8）、病变识别模块（9）、喷淋控制模块（10）、运动控制模块（11）、gps定位模块（12）、导航模块（13）；所述导航模块（13）根据预设的路线进行导航，并将预设的路线发送至运动控制模块（11）；所述运动控制模块（11）根据预设的路线控制无人机主体（1）向着路线移动；所述gps定位模块（12）用于定位无人机的位置，并将数据发送给地面的控制站；所述图像收集模块（7）通过摄像头（3）收集飞机下方农作物的图像数据，并将图像数据发送至图像预处理模块（8）；所述图像预处理模块（8）将图像数据进行预处理，并将图像数据发送至病变识别模块（9）；所述病变识别模块（9）利用病害特征图像建立样本库，搭建深度学习框架，训练网络模型，采用区域提案网络与边界框回归损失对病害进行识别，将识别结果发送至喷淋控制模块（10）；所述喷淋控制模块（10）控制控制结构（6）对喷头（5）的喷淋进行启闭。2.根据权利要求1所述的一种喷洒农药用无人机，其特征在于，所述控制结构（6）包括横截面大小与喷头相同的挡板（14），所述挡板（14）的一端连接有转轴（15），所述转轴（15）的一端连接有驱动电机（16），所述驱动电机（16）与喷淋控制模块（10）信号连接。3.根据权利要求1所述的一种喷洒农药用无人机，其特征在于，所述图像预处理模块（8）采用均光快速滤波算法对图像进行降噪处理，再将农作物的图像和背景图像差分处理，增加农作物的图像的对比度。4.根据权利要求1所述的一种喷洒农药用无人机，其特征在于，所述数据处理系统（2）还包括通信模块（17），所述数据处理系统（2）通过通信模块（17）进行信息交互。5.根据权利要求1所述的一种喷洒农药用无人机，其特征在于，所述无人机（1）上设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板为无人机提供电能。

技术总结
本发明公开了一种喷洒农药用无人机，包括无人机主体和数据处理系统，无人机主体上安装有摄像头，无人机主体的底部设置有储液罐，储液罐的底部安装有喷头，喷头上设置有控制结构，数据处理系统包括图像收集模块、图像预处理模块、病变识别模块、喷淋控制模块、运动控制模块、GPS定位模块、导航模块；导航模块根据预设的路线进行导航，并将预设的路线发送至运动控制模块；运动控制模块根据预设的路线控制无人机主体向着路线移动。本发明采用智能无人机技术来实现农药的自动喷洒，利用智能识别系统来识别病害并实现精准喷洒，从而提高农药的利用效率，利用无人机的自动巡航系统实现无人喷洒，减少了人力成本。减少了人力成本。减少了人力成本。


技术研发人员：王旭 李光林
受保护的技术使用者：西南大学
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/2/2