[发明专利]一种基于无人机的农药喷洒控制系统及方法

说明书

本发明公开一种基于无人机的农药喷洒控制系统及方法，系统包括通信连接的无人机和地面控制端，通过泵监测模块监测泵的启停，获取泵工作期间的实时液位变化信息，并据此获取药箱内的实时液位与喷洒出的药量之间的关系；同时通过实时监测无人机的GPS位置信息获取无人机的喷洒轨迹，将该喷洒轨迹叠加到液位与药量的关系曲线上，然后结合无人机的经纬度及高度信息，得到喷洒过的目标田地的喷洒药量分布图，从而获取目标田地的药量分布，实现对无人机农药喷洒路径及喷洒量的实时监控，解决了农田多喷与漏喷现象的发生；同时，根据目标田地的多光谱卫星影像得到对应的药量需求图，将药量分布图与药量需求图进行对比，实现对目标田地喷洒效果的有效评价。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，具体为一种基于无人机的农药喷洒控制系统及方法。

背景技术

目前，无人机植保作业虽然得到了推广和应用，但考虑到设备购入成本及需要专业操作人员进行飞行等原因，现有的无人机喷洒作业多是由专业的服务队等外包单位进行，并且由相关部门进行补贴。

现有服务队形式的无人机喷洒作业缺乏有效监管，其作业路径规划及喷洒控制比较主观，农田的多喷、漏喷现象比较严重，导致实际的作业效果并不理想。

公开号CN108519775A的中国专利于2018年9月11日公开了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。

公开号CN106873631A的中国专利于2017年6月20日公开了一种无人机植保作业方法，所述植保作业方法包括：获取地面站发送的作业航迹信息，所述作业航迹信息包括作业对象标识，作业顺序，所述作业对象标识对应的作业对象的作业位置、喷洒时长以及喷洒半径；按照所述作业顺序依次对所述作业航迹信息中的作业对象进行喷洒作业，在作业时，针对每个作业对象标识，当所述无人机飞行至对应的作业位置时，根据对应的喷洒半径以及喷洒时长对所述作业对象进行喷洒作业。

上述专利申请虽然解决了无人机植保作业时的精准喷洒问题，但是无法评估作业效果，难以确定需要喷洒农药的田块是否喷洒到了足够的药物浓度，也不能确定没有农药喷洒需求的田块是否被喷洒而造成农药浪费。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于无人机的农药喷洒控制系统及方法，用以解决上述至少一个技术问题。

根据本发明说明书的一方面，提供一种基于无人机的农药喷洒控制系统，包括通信连接的无人机和地面控制端；

所述无人机上配置有：定位模块，用于获取无人机的GPS位置信息；泵监测模块，用于监测无人机上农药喷洒泵的启停；液位监测模块，用于监测无人机所携带药箱内的农药实时液位；通信模块，用于将定位模块、泵监测模块、液位监测模块获取的监测信息传递给地面控制端；

所述地面控制端配置有：接收模块，用于接收无人机传递的GPS位置信息、泵启停信息、实时液位信息；处理模块，用于根据泵启停信息和实时液位信息得到喷洒口药量与液位下降速度的对应关系，进而得到喷洒口药量-喷洒时间关系曲线，根据GPS位置信息得到喷洒时间内的无人机喷洒轨迹，结合喷洒口药量-喷洒时间关系曲线、无人机喷洒轨迹及无人机的经纬度信息得到目标田地的药量分布图；获取模块，用于获取目标田地的多光谱卫星影像，根据多光谱卫星影像生成药量需求图；对比模块，用于将目标田地的药量需求图与实际喷洒的药量分布图进行对比，评估喷洒效果。