[發明專利]無人機智能藥物供給噴灑方法和系統

在審

• 申請號: 201710172867.9
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106814745A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 劉恒利;周瑋;孟杰;姚建紅;陳慶樟
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10;G01S19/42;H04N7/18;B64D1/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 張俊范

技術領域

本發明涉及一種無人機藥物噴灑方法，特別是一種無人機智能藥物供給噴灑方法和系統，屬于模式識別和智能控制技術領域。

背景技術

隨著計算機技術和信息采集與處理技術的發展，自走式農業機械自動導航、機器視覺與農業機器人研究得到重視，成為探索在農業機械裝備中應用智能控制等高新技術研究的重要方向。農藥噴灑機器人能夠有效減少農民勞動量，大規模推廣后必然會減少對農業從業人口的需求數量。但目前所使用的農藥噴灑機器人智能化程度較低，對減少勞動量和減少農業從業人口的作用有限。

發明內容

針對上述現有技術缺陷，本發明的任務在于提供一種無人機智能藥物供給噴灑方法，解決無人機進行藥物噴灑時的定量問題，提高智能化水平。本發明的另一個任務在于提供一種無人機智能藥物供給噴灑系統。

本發明的技術方案如下：一種無人機智能藥物供給噴灑方法，包括由無人機攜帶的三維激光處理模塊獲取無人機下方的植物的密度信息；由無人機攜帶的視頻圖像處理模塊獲取無人機下方的植物的生長和蟲害狀況；由所述植物的密度信息確定第一系數α，0≤α≤1，由所述植物的生長和蟲害狀況確定第二系數β，0≤β≤1；無人機的藥物噴灑系統噴灑藥物量由第一系數α和第二系數β確定。

進一步的，無人機的藥物噴灑系統噴灑藥物量由第一系數α和第二系數β確定是由公式V＝αV₁+βV₂確定，其中V₁為植物密度最高時噴灑藥物量，V₂為植物生長和蟲害狀況最差時噴灑藥物量，V為無人機的藥物噴灑系統噴灑藥物量。

進一步的，所述三維激光處理模塊獲取無人機下方的植物的密度信息，包括步驟：掃描獲取無人機下方的場景點云數據，根據無人機所在高度測算地面數據，將地面數據從場景點云數據中去除；對去除地面數據的場景點云數據進行高斯濾波；根據場景點云數據的成像區域向地面投影，成像區域單位面積中的點云數量即為植物的密度信息。

進一步的，所述視頻圖像處理模塊獲取無人機下方的植物的生長和蟲害狀況，包括步驟：分別計算拍攝獲取無人機下方的植物彩色圖像的顏色直方圖和預先存儲的植物生長的標準圖像的顏色直方圖，采用Bhattacharyya距離度量兩個直方圖之間的相似性確定植物的生長和蟲害狀況。

一種無人機智能藥物供給噴灑系統，包括無人機機體和設置于所述無人機機體的無人機控制模塊、GPS導航模塊、藥物噴灑控制模塊、三維激光處理模塊、視頻圖像處理模塊、通信模塊，所述無人機控制模塊控制無人機的飛行姿態，所述GPS導航模塊確定無人機的位置信息；所述三維激光處理模塊獲取無人機下方的植物的密度信息，并反饋給藥物噴灑控制模塊；所述視頻圖像處理模塊獲取無人機下方的植物的生長和蟲害狀況，并反饋給藥物噴灑控制模塊；所述藥物噴灑控制模塊根據植物的密度信息以及植物的生長和蟲害狀況，控制噴灑頭的噴灑藥物量，監測無人機所攜帶的藥物剩余量，確定無人機的返航時間；所述通信模塊將無人機的飛行姿態、位置信息、無人機所攜帶的藥物剩余量、植物的密度信息以及植物的生長和蟲害狀況反饋給地面監控站。

本發明與現有技術相比的優點在于：本發明利用三維激光掃描植物獲得植物密度信息以及利用視頻圖像處理模塊獲取植物圖片判斷生長和蟲害狀況以確定噴灑藥物量，避免了無人機藥物噴灑只能憑遠程操控人員經驗或以固定藥物量方式噴灑而造成的施藥不足或過量問題，更有利于植物生長。

附圖說明

圖1為無人機智能藥物供給噴灑系統結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。

請結合圖1所示，無人機智能藥物供給噴灑系統，包括無人機機體和設置于無人機機體的無人機控制模塊1、GPS導航模塊2、藥物噴灑控制模塊3、三維激光處理模塊4、視頻圖像處理模塊5、通信模塊6。

無人機控制模塊1控制無人機的飛行姿態，GPS導航模塊2確定無人機的位置信息；三維激光處理模塊4獲取無人機下方的植物的密度信息，并反饋給藥物噴灑控制模塊3；視頻圖像處理模塊5獲取無人機下方的植物的生長和蟲害狀況，并反饋給藥物噴灑控制模塊3；藥物噴灑控制模塊3根據植物的密度信息以及植物的生長和蟲害狀況，控制噴灑頭的噴灑藥物量，監測無人機所攜帶的藥物剩余量，確定無人機的返航時間；通信模塊6將無人機的飛行姿態，位置信息，無人機所攜帶的藥物剩余量，無人機下方植物的密度信息以及植物的生長和蟲害狀況反饋給地面監控站。