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原文传递基于视觉自主飞行的植保无人机喷洒系统及其方法

专利名称：	基于视觉自主飞行的植保无人机喷洒系统及其方法
摘要：	本发明公开了一种基于视觉自主飞行的植保无人机喷洒系统及其方法，系统包括无人机本体、高度测量模块、驱动模块、相机模块、喷洒模块、电源模块和飞行控制模块；喷洒模块包括药箱、加压泵、过滤垫片、控制阀和雾化喷头，药箱通过加压泵和雾化喷头相连；过滤垫片设置在药箱的出口处；控制阀设置在加压泵出口和雾化喷头之间的管道中；飞行控制模块包括加速度计、三轴陀螺仪、GPS、通讯模块和中央处理器。工作时，中央处理器根据通讯模块接收到的指令，结合加速度计、三轴陀螺仪、GPS、高度测量模块的感应数据，控制相机模块、加压泵、控制阀工作。本发明能够自主规划路径，减小人力成本，避免了人工遥控造成的操作误差，使作物得到均匀的施药。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江南大学
发明人：	吴炜;楼旭阳;蒋永豪
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910336849.9
公开号：	CN110104182A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	许方
分类号：	B64D1/18(2006.01);B;B64;B64D;B64D1
申请人地址：	214122 江苏省无锡市蠡湖大道1800号
主权项：	1.基于视觉自主飞行的植保无人机喷洒系统，其特征在于，包括无人机本体、高度测量模块、驱动模块、相机模块、喷洒模块、电源模块和飞行控制模块；所述高度测量模块采用激光传感器，用于测量无人机本体的飞行高度，并将其传递给所述中央处理器；所述驱动模块包括根据飞行控制模块的指令驱动无人机本体的各个旋翼工作；所述相机模块用于采集植保图像，并将其传递给所述飞行控制模块；所述喷洒模块包括药箱、加压泵、过滤垫片、控制阀和雾化喷头，其中，所述药箱用于存放需要喷洒的药剂；所述加压泵的入口通过导管和药箱的出口相连，加压泵的出口通过导管和雾化喷头相连；所述过滤垫片设置在药箱的出口处，用于过滤药渣；所述控制阀设置在加压泵出口和雾化喷头之间的管道中，用于控制其开度大小、进而控制雾化喷头的喷洒力度；所述电源模块用于供电；所述飞行控制模块包括加速度计、三轴陀螺仪、GPS、通讯模块和中央处理器；所述加速度计用于测量无人机本体的加速度信息，并将其传递给中央处理器；所述三轴陀螺仪由于测量无人机本体的姿态信息，并将其传递给中央处理器；所述GPS用于测量无人机本体的位置信息，并将其传递给中央处理器；所述通讯模块用于接收外部的指令，并将其传递给中央处理器；所述中央处理器分别和加速度计、三轴陀螺仪、GPS、通讯模块、高度测量模块、驱动模块、相机模块、加压泵、控制阀、电源模块电气相连，用于根据通讯模块接收到的指令，结合加速度计、三轴陀螺仪、GPS、高度测量模块的感应数据，控制相机模块、加压泵、控制阀工作。 2.基于权利要求1所述的基于视觉自主飞行的植保无人机喷洒系统的控制方法，其特征在于，其中基于视觉自主规划飞行路径的具体步骤如下：步骤A.1），通讯模块接接收外界发送的自主规划飞行指令和喷洒坐标区域，并将其传递给中央处理器；步骤A.2），中央控制器控制驱动模块驱动无人机本体飞行到植保作业区域上方；步骤A.3），高度测量模块测量无人机本体的飞行高度，并将其传递给中央处理器；步骤A.4），中央控制器控制驱动模块驱动无人机本体飞行至预设的第一高度阈值，并控制相机模块采集植保图像；步骤A.5），中央控制器控制提取采集到的植保图像的角点，识别作业区域边界；步骤A.6），中央控制器控制驱动模块驱动无人机本体飞行至预设的第二高度阈值后、沿着作业区域边界飞行，采集完整的作业区域二维图像；步骤A.7），中央控制器根据作业区域的二维图像、无人机的高度信息和喷洒坐标区域，规划飞行路径。 3.基于权利要求2所述的基于视觉自主飞行的植保无人机喷洒系统的控制方法，其特征在于，其中进行均匀喷洒的具体步骤如下：步骤B.1），设定喷洒参数；步骤B.2），无人机跟踪预定轨迹；步骤B.3），读取无人机高度和速度数据；步骤B.4），实时计算单位面积施药量以及喷头开度大小；步骤B.5），控制器发出控制指令，控制控制阀的开度大小，执行喷洒任务。 4.基于权利要求2所述的基于视觉自主飞行的植保无人机喷洒系统的控制方法，其特征在于，其中进行智能喷洒的具体步骤如下：步骤C.1），四旋翼在作业区域上方飞行，通过相机采集图像信息；步骤C.2），提取图像角点，量化虫害情况；步骤C.3），读取无人机高度和速度数据；步骤C.4），计算单位面积施药量以及喷头开度大小；步骤C.5），控制器向雾化喷头发出控制指令，调整控制阀的开度大小，执行喷洒任务。
所属类别：	发明专利