[发明专利]一种精准喷洒的无人机系统及其控制方法

说明书

一种精准喷洒的无人机系统，包括主控制器、执行机构、通讯设备、地面站设备，主控制器包括数据采集模块、数据处理模块、通信模块；数据采集模块采集各传感器的测量信号，测量信号其包括光学信号、陀螺信号、航向信号、舵偏角信号、液位信号以及定高雷达信号，并上传至数据处理模块；执行机构包括电机电调装置和喷洒装置，主控制器利用光学信号生成健康状况图以及三维微地形，结合地面监测数据生成作业处方图，控制电机电调装置和喷洒装置协同工作，并对喷洒进行控制。

技术领域

本发明涉及无人机系统，尤其是精准喷洒的无人机系统及其控制方法。

背景技术

中国作为农业大国，18亿亩基本农田，每年需要大量的农业植保作业，而小型旋翼无人机具有高度低，飘移少，可空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性等诸多优点。而无人机飞控系统的功能和性能对无人机作业能力起决定性作用。

在以往的农田植保作业中，通常采取的做法是对整个农田均匀施药。这会导致病虫害严重程度较轻的区域施药过量，而比较严重的区域又施药不足，达不到预定的植保效果。并且按照传统的逐行扫描的喷洒方式，会存在浪费航时，增加无效飞行距离的问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术方案的不足，提供了一种精准喷洒的无人机系统及其控制方法的技术方案。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种精准喷洒的无人机系统，包括主控制器、执行机构、通讯设备、地面站设备，

主控制器包括数据采集模块、数据处理模块、通信模块；

数据采集模块采集各传感器的测量信号，测量信号其包括光学信号、陀螺信号、航向信号、舵偏角信号、液位信号以及定高雷达信号，并上传至数据处理模块；

执行机构包括电机电调装置和喷洒装置，

其特征在于：主控制器利用光学信号生成健康状况图以及三维微地形，结合地面监测数据生成作业处方图，控制电机电调装置和喷洒装置协同工作，并对喷洒进行控制。

一种精准喷洒的无人机控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，生成健康状况图；

步骤2，生成三维微地形；

步骤3，生成作业处方图，

步骤4，喷洒作业规划；

步骤5，精准喷洒控制。

本发明与现有技术的有益效果体现在：

1、本发明可通过地表类型和飞行任务选择合适的高度传感器，无人机控制会自动识别高度传感器类型匹配对应的滤波算法，实现最佳的高度控制性能

2、本发明通过观测高度数据噪声，自动识别地表类型，并融合加速度计数据对高度数据滤波，实现获取稳定准确的相对地表高度数据

3、本发明可适应各种复杂地表，在复杂地表下依然后较好的近地表仿地飞行效果

4、在自动仿地飞行过程中，操作人员可干预调整飞行高度，结束干预后无人机可按调整后高度继续自主飞行，可方便实际操作和较好的处理紧急情况。

附图说明

图1为本发明的系统构成示意图；

图2为本发明的作业处方图生成方法示意图；

图3为本发明的喷洒作业规划示意图；

图4为本发明的航迹修正原理图；

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。