[发明专利]一种基于GIS的无人机植保系统及方法

权利要求书

1.一种基于GIS的无人机植保系统，包括无人机，其特征在于，还包括监控终端，所述无人机设有定位单元、深度摄像机、飞行执行单元，所述监控终端包括GIS处理单元、手动控制单元、自动控制单元以及控制模式切换单元；所述定位单元，用于获取无人机当前位置并发送到GIS处理单元；

所述深度摄像机，用于采集农田的深度点云数据，将深度点云数据存储为集合D＝{d₁，d₂，……，d_m}，其中d_i＝(X_i，Y_i，Z_i)，X_i、Y_i、Z_i分别表示第i点在直角坐标系X-Y-Z下的坐标值，所述直角坐标系的X-Y平面为水平面，Z轴对应的方向是垂直于水平面的，i＝1，2，……，m，m为深度点云数据中点的总数，并将集合D发送到GIS处理单元；

所述GIS处理单元，用于接收定位单元发送的无人机当前位置并显示在GIS地图上，还用于接收深度摄像机发送的集合D，提取集合D内第i点的Z_i，根据Z_i区分第i点的对应的位置是否有种植农作物，若第i点对应的位置有种植农作物，则将d_i放置在集合A中，提取集合A内第k点的X_k、Y_k，根据(X_k，Y_k)将第k点显示在GIS地图上，k＝1，2，……，n，n为集合A中点的总数；

所述控制模式切换单元，用于从GIS处理单元中获取GIS地图，根据GIS地图上各个点的布局在手动控制模式和自动控制模式之间切换；

当切换为手动控制模式时，所述手动控制单元用于接收操控人员发出的飞行控制指令并发送到飞行执行单元；

当切换为自动控制模式时，所述自动控制单元用于从GIS处理单元获取X_k、Y_k并根据X_k、Y_k规划无人机飞行路线，根据无人机飞行路线形成飞行控制指令并发送到飞行执行单元；

所述飞行执行单元，用于接收手动控制单元和/或自动控制单元发送的飞行控制命令，根据飞行控制命令控制无人机对农田进行植保；

所述控制模式切换单元包括距离计算模块、切换决策模块；

所述距离计算模块，用于计算出显示在GIS地图上相距最远的两点之间的植保距离和/或显示在GIS地图上距离无人机操控地点最远的点与无人机操控地点之间的操控距离，并将植保距离和/或操控距离发送到切换决策模块；

所述切换决策模块，用于接收距离计算模块发送的植保距离和/或操控距离，根据植保距离和/或操控距离的大小决定切换为自动控制模式或手动控制模式；

所述控制模式切换单元还包括离散度计算模块；

所述离散度计算模块，用于计算出显示在GIS地图上所有点的离散度，并将离散度发送到切换决策单元；

所述切换决策单元还用于接收离散度计算模块发送的离散度，根据离散度的高低决定切换为自动控制模式或手动控制模式；

所述无人机还设有彩色摄像机；

所述彩色摄像机，用于采集农田的彩色点云数据并将彩色点云数据添加在集合D中，d_i＝(X_i，Y_i，Z_i，R_i，G_i，B_i)，R_i、G_i、B_i分别表示第i点三个颜色通道的值，并将集合D发送到GIS处理单元；

所述GIS处理单元还用于接收彩色摄像机发送的集合D，提取集合D内第i点的R_i、G_i、B_i，根据R_i、G_i、B_i区分第i点对应的位置是否有种植农作物，若第i点对应的位置有种植农作物，则将d_i放置在集合B中，将集合B、集合A与集合B的交集或者集合A与集合B的并集作为集合A。