[发明专利]一种无人机农田病虫草害信息协同感知系统

说明书

本发明公开的属于农田信息监测技术领域，具体为无人机农田病虫草害信息感知系统，所述无人机包括定位无人机和感知无人机，所述定位无人机和感知无人机中均携带有全球定位系统和传感器，所述定位无人机中还携带有红外热成像遥感装置，所述感知无人机中还携带有旋转摄像头和测距仪，所述地面控制系统包括数据库、数据处理中心和信号传感器，通过定位无人机对农田病虫草害的数据进行快速的初步采集，当农田的数据正常时，则不需要在对农田病虫草害信息进行详细采集，当农田的数据异常时，定位无人机可以确定异常区域的位置，再通过感知无人机对异常区域进行详细的数据采集，从而快速精准的确定病虫草害种类。

技术领域

本发明涉及农田信息监测技术领域，具体为无人机农田病虫草害信息感知系统。

背景技术

农田作物信息的快速获取与解析是开展精准农业实践的前提和基础。根据农作物病虫草害的实际程度进行变量喷施和作业管理，可减少农业生产成本、优化作物栽培、提高农作物产量和品质，从而实现农业精准管理。近年来，随着无人机产业的快速发展，无人机农业遥感技术因其空间分辨率高、时效性强和成本低等特点，在农作物病虫草害监测应用中发挥了重要作用。

现阶段利用无人机对农田病虫草害信息进行感知时，主要依靠无人机在农田低速运行，然后通过无人机上携带的感知装置对农田病虫草害信息进行感知，但是无人机的电量有限，当农田面积较大时，需要多次对无人机进行更换电池，不能快速的对农田的病虫草害信息进行了解，且现有的无人机感知系统只能对病虫草害的位置进行模糊定位，不能确定病虫草害的准确范围。

发明内容

本发明的目的在于提供无人机农田病虫草害信息感知系统，以解决上述背景技术中提出的现有的无人机农田病虫草害信息感知系统感知速度较慢，且不能确定病虫草害的准确范围的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：无人机农田病虫草害信息感知系统，包括无人机和地面控制系统，所述无人机包括定位无人机和感知无人机，所述定位无人机和感知无人机中均携带有全球定位系统和传感器，所述定位无人机中还携带有红外热成像遥感装置，所述感知无人机中还携带有旋转摄像头和测距仪，所述地面控制系统包括数据库、数据处理中心和信号传感器，建立农田经纬坐标系模型和病虫草害信息数据模型并存储到数据库中，控制定位无人机对农田进行热成像采集，定位无人机将采集到的信息通过定位无人机携带的传感器传递给信号传感器，信号传感器将信息传递给数据处理中心，数据处理中心对信息中的异常部位进行确定，然后将异常数据与数据库中的农田经纬坐标系模型进行对比并确定异常数据的大致区域，然后控制感知无人机飞至异常数据对应的农田区域并对其进行拍摄，通过感知无人机携带的传感器将信息传递给信号传感器，信号传感器将数据传递给数据处理中心，数据处理中心将数据与数据库中的病虫草害信息数据模型进行对比，从而确定病虫草害的种类，升高感知无人机与地面的距离，同时控制旋转摄像头旋转拍摄，从而对病虫草害的区域边界进行确定，通过全球定位系统可以确定感知无人机的二位坐标，根据二位坐标可以确定感知无人机与地面控制系统的水平距离，通过测距仪可以测量感知无人机与地面控制系统的直线距离，通过勾股定理可以计算感知无人机与地面的垂直距离，通过摄像头的转角和感知无人机与地面的垂直距离，利用三角函数可以计算出病虫草害的区域。

优选的，所述定位无人机和感知无人机中均携带有数据存储器，当无人机的通讯质量不好时，定位无人机和感知无人机将采集到的数据存储到数据存储器中，当无人机的通讯质量恢复正常时，再将采集到的数据传递给地面控制系统。

优选的，所述定位无人机和感知无人机中均携带有数据运算设备，所述数据运算设备将采集到的数据进行压缩处理后，再通过传感器将压缩处理后的数据传递给地面控制系统。

优选的，确定农田的水平高度，然后对农田中不同点的高度进行测绘并记录数据，通过记录的数据建立高度差模型，并将高度差模型储存到数据库中，计算感知无人机与地面的垂直距离时，再用计算结果减去高度差模型中的数据。

优选的，所述数据处理中心将采集到的病虫草害的区域位置、种类和密度进行记录，并存储到数据库中。