[发明专利]基于激光导航的农业室内无人机巡检系统及巡检方法

说明书

本发明公开了基于激光导航的农业室内无人机巡检系统及巡检方法。本发明中，无人机包括飞控系统、激光指引接收器、激光雷达系统、室内环境传感器、图像采集系统、无线充电系统和无线通信系统。地面监控中心包括激光指引发射器、上下左右滑轨、无线充电装置和监控主机；地面监控中心通过无线通信系统和无人机进行通信，无人机保持指定的高度和路线进行巡检；地面监控中心实时记录位置信息、高度信息和接收到的传感器数据和图像数据，本发明系统无人机采用锂电池供电，优点在于无须人工维护，自动无线充电，使用成本低，采用无人机作为巡检的主机，巡检效率高、检测结果准确，且机动灵活，使用稳定的优点。

技术领域

本发明属于无人机巡检技术领域，具体为基于激光导航的农业室内无人机巡检系统及巡检方法。

背景技术

目前，农业室内动植物的巡检基本上仍采用人工沿线巡视的作业方式，例如农业玻璃温室、农业养鸡场、农业养鸭场、农业养猪场等室内环境，作业劳动强度大、效率低。为此，开发一种能取代人工巡检方式的自动巡检系统具有重要的研究意义和实用价值。农业室内一般通常通过现场布置多台数据采集器现场采集各种参数，环境传感器，如空气温度、湿度、二氧化碳、硫化氢、氨气、土壤温度、土壤水分、光照强度以及图像等数据，数据采集器将采集的数据通过有线方式传送到指定服务器。

这种固定式采集方式不灵活，不能动态监测变化。采用无人机方式定时自动巡检可以有效避免这种情况。同时本发明通过激光指引系统可以解决室内无人机精度定位差和容易偏航的问题。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供基于激光导航的农业室内无人机巡检系统及巡检方法。

本发明采用的技术方案如下：基于激光导航的农业室内无人机巡检系统及巡检方法，包括地面监控中心和无人机，所述无人机包括飞控系统、激光指引接收器、激光雷达系统、室内环境传感器、图像采集系统、无线充电系统和无线通信系统；地面监控中心包括激光指引发射器、上下左右滑轨、无线充电装置和监控主机；地面监控中心通过无线通信系统和无人机进行通信，同时通过激光发送器发射激光指引无人机在室内进行三维立体巡检；无人机保持指定的高度和路线进行巡检；地面监控中心实时记录位置信息、高度信息和接收到的传感器数据和图像数据。

在一优选的实施方式中，所述主机无线通信模块采用NB-lOT无线通讯模块和ZigBee无线通讯模块。

在一优选的实施方式中，所述NB-lOT无线通讯模块BC95模块,通过STM32L476的串口发送AT指令与中国电信物联网开发平台进行通信,农户可以通过手机监控采集的信息。

在一优选的实施方式中，所述ZigBee无线模块通过串口进行驱动,完成通过无线的方式给执行器从机发送控制指令信息。

在一优选的实施方式中，所述无人机上设有激光指引接收器，接收器感应到的激光偏航，则自动调整高度和方位，实时保持地面监控中心的指引信号。

在一优选的实施方式中，所述主机图像采集模块采用NT99141摄像头，通过获取室内作物图像，了解作物自身生长情况。

在一优选的实施方式中，所述主机电源模块均采用SP6205-3.3V和SE5218DLG-LF-1.8V电源转换芯片，从而产生高效稳定的系统供电电压。

在一优选的实施方式中，所述基于激光导航的农业室内无人机巡检方法包括以下步骤：

步骤1，所述地面监控中心通过所述无线通信系统、所述激光指引器向所述无人机的飞控系统发送所述巡检路径；

步骤2，所述无人机的飞控系统控制所述无人机按照所述巡检路径飞行，同时实时采集所述无人机的雷达信息、高度信息并通过所述无线通信系统发送给所述地面监控中心；