[发明专利]基于无人飞行器的放牧系统及其放牧方法

说明书

技术领域

本发明属于畜养领域，特别是涉及一种基于无人飞行器的放牧系统及其放牧方法。

背景技术

现有畜牧工作中，要求能够对被放牧的对象的良好的位置跟踪，因为像牛、羊、马这些牲畜，在放牧中是有一定自由度在草原上自由活动的，传统方式是通过有经验的看护者来跟随看护，并且有条件的情况下还会借助牧羊犬等。但是这种方式人力成本较高，而且难以大规模复制。随着无人飞行器技术的成熟，已经有人提出要利用无人飞行器的飞行巡视功能来帮助畜牧工作更好的实现。但是，利用现有的无人飞行器去进行巡视也会存在技术不成熟的问题，比如，要是通过GPS的原理去跟踪，那么每头牲畜要配置GPS模块，这样的成本过高，不够经济；如果是通过图像识别技术来判断，那么对于大量牲畜汇聚在某个区域的情况下，图像识别的数据处理压力很大，并且数据错误率难以控制；其他类似的遥感技术都有着类似不完美的地方，或者成本过高不现实，或者就是难以准确定位和识别每头牲畜。所以，目前相对而言比较成熟的牲畜管理方式，仅仅是利用RFID标签技术，给牲畜打上电子耳标，相当于每头牲畜有了身份证。然后在一些关键的出入口设置读卡器，根据这些牲畜在这些出入口的通过情况，以及这些出入口所代表的分区逻辑，来判断从一个较大分区的概念，这些牲畜当前大致处于什么位置。但无法及时统计羊群数量，不利于放牧管理。

无人飞行器航拍是一个集单片机技术、航拍传感器技术、GPS导航航拍技术、通讯航拍服务技术、飞行控制技术、任务控制技术、编程技术等多技术并依托于硬件的高科技产物，其拍摄影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。且无人飞行器为航拍摄影提供了操作方便，易于转场的遥感平台；起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其他较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易；小型轻便、低噪节能、高效机动、影像清晰、轻型化、小型化、智能化更是无人飞行器航拍的突出特点。在例如人无法靠近的环境下采用无人机进行实时监控。

专利文献CN104156821公开了一种基于无人机的自然草场畜牧业管理方法，其特征在于，所述基于无人机的自然草场畜牧业管理方法的具体方法为：1)在每一个畜牧单位上设置颜色定位装置；2)根据畜牧区域的草场面积以及形状对无人机的航线进行规划；3)控制无人机按照步骤2)中所设定的航线进行巡航，并在巡航过程中通过搭载在无人机机身上的遥感设备对一定范围内的每一个颜色识别装置，以及颜色识别装置的数量进行检测与追踪；4)当步骤3)中，无人机所追踪的颜色识别装置数量减少，且持续一定时间时，无人机扩大其最外侧航线的覆盖面积，并在修改后的航线中进行巡航。该专利使得自然草场内的畜牧单位在无人机的巡航过程中受到实时监测，从而使得工作人员可以实时掌控草场内的畜牧情况，但该专利无法对每个动物进行识别和统计处理，无法获在某个时间或某个位置的动物分布情况，无法调整无人飞行器的识别精度和范围；无法形成动物的大数据，便于进行后期管理分析以及发生走丢动物时，无法调用最近一次的数据记录，帮助进行找回。

专利文献CN104777847公开了一种基于机器视觉和超宽带定位技术的无人机目标追踪系统，其包括地面控制平台S1和无人机跟踪器S2。其中地面控制平台包括：(1)飞行控制软件、(2)数据传输模块、(3)视频显示界面；无人机跟踪器包括：(4)微处理器、(5)FPGA、(6)定位模块、(7)机载传感器、(8)智能视觉模块、(9)飞行控制模块、(10)数据传输模块。该无人飞行器通过地面控制平台发送目标跟踪指令，无人机跟踪器接收到目标跟踪指令后将智能视觉模块采集到的图像采用HOG特征与SVM相结合的快速目标检测算法来自动识别目标在图像坐标系中的位置，自动化程度高、易于操作、精度高、实时跟踪性能优越、空间坐标数字化，但其无法对大数量的动物进行并发的识别和统计处理，无法获在某个时间或某个位置的动物分布情况，无法调整无人飞行器的识别精度和范围；无法形成动物的大数据，便于进行后期管理分析以及发生走丢动物时，无法调用最近一次的数据记录，帮助进行找回。

因此，本领域急需要解决的技术问题具体需求如下：能够较为准确的掌握被放牧对象的位置，多种搜索模式以方便发现动物；能够对大数量的动物进行并发的识别和统计处理，获在某个时间或某个位置的动物分布情况，调整无人飞行器的识别精度和范围；形成动物的大数据，便于进行后期管理分析以及发生走丢动物时，可以调用最近一次的数据记录，帮助进行找回。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容