[发明专利]一种适用于山地丘陵的无人机烟剂喷施系统及喷施方法

权利要求书

1.一种适用于山地丘陵的无人机烟剂喷施系统，其特征在于，包括遥感模块、环境监测模块、喷施模块以及数控模块，其中，

所述遥感模块设置于无人机上，该遥感模块包括图像采集装置和图像传输系统，其中，所述图像采集装置用于对施药区域进行遥感信息采集，该图像采集装置通过快速安装支架安装在无人机上，该图像采集装置具有以绿色和近红外通道为特征的独立波长，所述独立波长包括三个独立波长为532 nm，1064 nm和1550 nm的有源光束，每个有源光束均有一个300 kHz的有效采样率，所述独立波长总计900 kHz的组合采样率；所述图像传输系统用于将遥感信息通过无线通讯的方式回传至数控模块，该所述图像采集装置采集的遥感信息包括地形地势、果树长势、树高、株距、行距的图像信息；所述数控模块根据所述遥感信息对施药区域及各施药对象生成3D精准立体图像；

所述环境监测模块包括设置在地面的区域监测气象站和设置在无人机上的无人机气流扰动监测装置，其中，所述区域监测气象站用于实时监测施药区域整体气象条件，所述无人机气流扰动监测装置用于检测作业过程中无人机周围气流扰动情况，将无人机翼尖涡流、旋翼下旋气流和机身周边空气扰动纳入到对烟雾的影响因素；所述区域监测气象站监测到的施药区域的整体气象条件信息以及无人机气流扰动监测装置监测到的无人机周围气流扰动情况信息通过无线通讯的方式回传至数控模块；

所述喷施模块设置在无人机上，且该喷施模块包括用于盛放烟剂农药的药剂箱、烟雾发生器、烟剂变量雾化喷头以及将药剂箱中的烟剂农药依次输送至烟雾发生器和烟剂变量雾化喷头的输送机构；

所述数控模块设置于地面上，用于接收遥感信息、施药区域整体气象条件信息以及无人机周围气流扰动情况信息，并根据接收到的信息生成施烟作业处方图，规划出施药飞行作业路径，确定出各施药区域内果树的烟剂农药的精准喷施用量以及对烟雾飘移情况做出模拟评估；并远程控制喷施模块工作；该数控模块还用于在实际飞行作业中实时接收无人机回传的位置坐标数据信息、飞行参数数据信息及无人机周围气流扰动数据信息。

2.根据权利要求1所述的适用于山地丘陵的无人机烟剂喷施系统，其特征在于，所述输送机构包括设置在药剂箱内的微型增压泵，所述药剂箱、烟雾发生器以及烟剂变量雾化喷头之间通过喷药管连接。

3.根据权利要求2所述的适用于山地丘陵的无人机烟剂喷施系统，其特征在于，所述烟剂变量雾化喷头处设置有流量控制器。

4.根据权利要求3所述的适用于山地丘陵的无人机烟剂喷施系统，其特征在于，所述烟剂变量雾化喷头数量为多个且通过快速安装支架安装在无人机的机身四周。

5.根据权利要求4所述的适用于山地丘陵的无人机烟剂喷施系统，其特征在于，所述烟剂变量雾化喷头内部设置有变量摆动阻烟隔门，该变量摆动阻烟隔门与所述流量控制器连接。

6.一种应用权利要求1-5中任一项所述的无人机烟剂喷施系统的喷施方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、施烟作业前，将遥感模块安装到无人机上，无人机起飞对待施药区域进行遥感图像采集，获取施药区域的遥感信息，并将遥感信息回传至数控模块；

b、环境监测模块将采集到的施药区域环境气象信息回传至数控模块；

c、数控模块对遥感模块传回的遥感信息和环境监测模块传回的环境气象信息进行分析处理，生成施烟作业处方图，规划出飞行作业路径及各施药区域点位的烟剂农药喷施量；

d、将遥感模块从无人机上取下，把喷施模块安装到无人机上，调试喷施模块，保证其可以正常工作；

e、无人机起飞，喷施模块开始按照数控模块预先规划好的路径进行烟剂农药喷施作业；

f、作业过程中，环境监测模块实时监测无人机周围气流扰动情况，回传至数控模块；

g、数控模块实时接收飞行作业过程中回传的各数据信息，通过实时比对无人机在果园中的飞行位置与姿态，结合施烟作业处方图及无人机周围气流扰动数据信息，再次对数据信息进行综合处理分析，进一步向喷施模块发送精准的控制指令，以进行精准的烟剂农药喷施作业；

h、喷施工作结束，无人机返回降落，开始准备下一架次飞行作业。

7.根据权利要求6所述的喷施方法，其特征在于，在步骤f中，无人机同时实时将坐标信息、飞行高度、飞行速度回传至数控模块。