[發明專利]一種農業無人機作業方法

在審

• 申請號: 201710584332.2
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN109270943A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 蘇穎;蔡穎寅;高揚;閆廷廷;王謙;錢曉
• 申請（專利權）人: 無錫飛天俠科技有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 劉娟娟

1.一種農業無人機作業方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟S1：編隊集群管理

通過地面設備及場地，對農業無人機編隊集群進行日常維護及管理；

步驟S2：編隊集群遙控飛行

通過地面遙控器向各個無人機發送控制指令，使無人機按照接收到的控制指令飛行；

步驟S3：編隊集群控制

通過地面控制設備和無人機機載設備進行無人機編隊集群控制，獲取無人機編隊集群的當前位置和各個無人機的姿態；

步驟S4：自主控制

通過機載控制裝置和地面控制設備對各個無人機進行自主控制，控制單個無人機的姿態、位置和速度；

步驟S5：編隊自主作業

各個無人機獲取上一次作業時的停止位置信息，以及上一次作業時的飛行航線，飛行航線具有作業起點和作業終點；將上次作業的停止位置信息調整為下次作業的作業起點，并重新設定作業終點，并將該作業起點和作業終點設定為新的航線；

步驟S6：故障返航

在作業過程中，當地面站與單個無人機間的通信出現故障或單個無人機出現機械故障時，出現故障的無人機按照原路徑返回至起點或指定地點；

步驟S7：故障作業區域遞補

地面站將故障無人機停止位置信息設定為新的作業起點，并將編隊內的與該故障無人機相鄰的作業無人機遞補至該作業起點，編隊內的其他無人機依次遞補至其相鄰的作業區域；

步驟S8：編隊集群返航

在無人機編隊集群完成作業后，按照預先設定好的路線返回至起點或指定地點。

2.根據權利要求1所述的一種農業無人機作業方法，其特征在于：所述步驟S3中，通過地面控制設備和無人機機載設備進行無人機編隊集群控制包括如下步驟：

步驟S31：通過無人機機載設備接收計算無人機相互距離及相對速度；

步驟S32：計算無人機的當前位置和姿態；

步驟S33：通過地面控制設備接收無人機相互距離及相對速度，獲取無人機的當前位置和姿態；

步驟S34：根據無人機相互距離及相對速度，判斷無人機編隊集群是否運行正常及安全；

步驟S35：根據所述無人機的當前位置和姿態，判斷該無人機是否即將進入飛行區域或禁飛區域；

步驟S36：當無人機即將進入限飛區域或禁飛區域時，根據該區域對應的飛行控制策略，控制無人機飛行。

3.根據權利要求2所述的一種農業無人機作業方法，其特征在于：所述無人機機載設備包括機載相機，所述機載相機的工作方法包括：

步驟1：根據地面控制設備設定的飛控參數生成機載相機控制指令；

步驟2：所述機載相機判斷飛控參數是否滿足預設觸發條件；

步驟3：若是，則按照相機控制指令控制無人機上的至少兩個機載相機進行拍攝。

4.根據權利要求3所述的一種農業無人機作業方法，其特征在于：所述飛控參數至少包括無人機的經緯度、飛行高度、飛行速度、飛行距離以及飛行時間。

5.根據權利要求1所述的一種農業無人機作業方法，其特征在于：所述步驟S4中，機載控制裝置和地面控制設備內均采用自適應魯棒控制算法、mahony算法和模糊PID控制算法。

6.根據權利要求5所述的一種農業無人機作業方法，其特征在于：所述mahony算法是根據加速度計和地磁計的數據，轉換到地理坐標系后，與對應參考的重力向量和地磁向量進行求誤差，這個誤差用來校正陀螺儀的輸出，然后用陀螺儀數據進行四元數更新，再轉換到歐拉角。

7.根據權利要求1所述的一種農業無人機作業方法，其特征在于：所述步驟S4中，所述機載控制裝置包括處理器模塊(1)、編隊集群遙控飛行模塊(2)、編隊集群控制模塊(3)、自主控制模塊(4)、故障返航模塊(5)、編隊集群返航模塊(6)、編隊集群管理模塊(10)、電源模塊(11)和掛載模塊(12)。