[發(fā)明專利]一種減小霧滴漂移的分布式植保無人機噴施系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810332413.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108812591B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐宇;陳亞勇;駱少明;侯超鈞;莊家俊;郭琪偉;孫勝;林進添;張恒濤;黃福祥;陳家政
• 申請（專利權(quán)）人: 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00;B64D1/18
• 代理公司: 廣州潤禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44446
• 代理人: 周鄭奇;林名欽

本發(fā)明公開了一種減小霧滴漂移的分布式植保無人機噴施系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端、算法控制器、機載環(huán)境監(jiān)測裝置、地面環(huán)境監(jiān)測裝置、壓力調(diào)整裝置、角度調(diào)整裝置和噴頭輸出裝置，所述地面環(huán)境監(jiān)測裝置和機載環(huán)境監(jiān)測裝置分別對近地面進行大范圍和小范圍風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)測，得到對應(yīng)的風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)速變化率數(shù)據(jù)，并將對應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端，由網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端統(tǒng)一設(shè)定大致的無人機群系統(tǒng)協(xié)同工作的壓力、角度參數(shù)，參數(shù)傳輸給算法控制器，通過算法控制器運算后將得到的詳細調(diào)整數(shù)據(jù)分別傳輸并由壓力調(diào)整裝置和角度調(diào)整裝置調(diào)整作業(yè)的壓力和角度，使噴頭輸出裝置按照所需的作業(yè)壓力和作業(yè)角度工作，實現(xiàn)減小霧滴漂移、精準施藥、提高農(nóng)藥利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植保無人機領(lǐng)域，更具體地，涉及一種減小霧滴漂移的分布式植保無人機噴施系統(tǒng)。

背景技術(shù)

農(nóng)藥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)，減少自然危害的重要手段。目前，無人機具有作業(yè)范圍大，施藥快速準確等優(yōu)點，被認為農(nóng)藥噴施的高效率設(shè)備。但由于空中作業(yè)條件與環(huán)境氣流等因素的影響，無人機噴施作業(yè)容易產(chǎn)生霧滴漂移，將會帶來農(nóng)藥的浪費、農(nóng)藥的污染、噴施效果降低、噴施局部不均勻等問題。減少霧滴漂移、提高農(nóng)藥在靶標作物上的沉積量已成為我國植保施藥的技術(shù)領(lǐng)域的研究重點。

目前霧滴漂移的減小手段主要有噴施的粒徑、無人機的運動路徑、藥液的劑型等多個方面，但是由于大田環(huán)境中的風(fēng)速是多變、可檢測而且不可控的，對于單一的噴施手段，其效果較差；而對于無人機路徑（包括飛行的高低、方向和速度等）其效果較好，但是由于其無人機自身的參數(shù)和復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，由此方法的開發(fā)過程帶來較大的難度和較長開發(fā)周期，而且對于無人機本身的“墜機”危險性也會有所增加。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，自動獲取環(huán)境因素，直接作用于噴施壓力和噴施角度，精準施藥，對無人機的操作和自身參數(shù)影響較小且減小霧滴漂移的分布式植保無人機噴施系統(tǒng)。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種減小霧滴漂移的分布式植保無人機噴施系統(tǒng)，包括用于統(tǒng)一監(jiān)控?zé)o人機作業(yè)機群的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端，用于通過運行算法控制作業(yè)變量的算法控制器，用于小范圍地對近地面的風(fēng)速、風(fēng)向等數(shù)據(jù)進行監(jiān)測的機載環(huán)境監(jiān)測裝置，用于對大范圍地對工作環(huán)境中的風(fēng)速、風(fēng)向等數(shù)據(jù)進行監(jiān)測的近地面環(huán)境監(jiān)測裝置，用于調(diào)整無人機作業(yè)壓力的壓力調(diào)整裝置，用于調(diào)整無人機作業(yè)角度的角度調(diào)整裝置和用于輸出藥液的噴頭輸出裝置；所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端、機載環(huán)境監(jiān)測裝置、地面環(huán)境監(jiān)測裝置分別和算法控制器無線連接，所述壓力調(diào)節(jié)裝置分別和噴頭輸出裝置及藥箱連通，所述地面環(huán)境監(jiān)測裝置和機載環(huán)境監(jiān)測裝置分別對地面進行大范圍和小范圍地風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)測，得到對應(yīng)的風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)速變化率，并將數(shù)據(jù)傳輸給算法控制器，算法控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至網(wǎng)絡(luò)終端，終端得到各個檢測的數(shù)據(jù)后處理計算并通過無線網(wǎng)絡(luò)把各個需要的噴施參數(shù)大致范圍反饋至算法控制器，算法控制器通過運算后將得到的調(diào)整數(shù)據(jù)分別傳輸至壓力調(diào)整裝置、角度調(diào)整裝置，并由壓力調(diào)整裝置和角度調(diào)整裝置調(diào)整作業(yè)的壓力和角度，使噴頭輸出裝置按照所需的作業(yè)壓力和作業(yè)角度工作，實現(xiàn)減小霧滴漂移。

本專利中，所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端、算法控制器、機載環(huán)境監(jiān)測裝置、地面環(huán)境監(jiān)測裝置、壓力調(diào)整裝置以及角度調(diào)整裝置之間通過無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，且各裝置的安裝位置以及安裝數(shù)量可以根據(jù)需要設(shè)置。

其中，地面環(huán)境監(jiān)測裝置大面積地對地面的風(fēng)速、風(fēng)向、溫度和濕度等數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，同時機載環(huán)境監(jiān)測裝置對低空的無人機作業(yè)環(huán)境的風(fēng)速、風(fēng)向等數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，得到小范圍的風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)并經(jīng)處理后得到風(fēng)速變化率。得到的風(fēng)速、風(fēng)向以及風(fēng)速變化率等數(shù)據(jù)通過信號轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過無線傳輸?shù)剿惴刂破髦校惴刂破鲗鬏斶^來的風(fēng)速、風(fēng)向以及風(fēng)速變化率等數(shù)據(jù)進行算法運算，計算得出對應(yīng)的噴施角度和噴施壓力，并將此結(jié)果輸出至壓力調(diào)整裝置和角度調(diào)整裝置，從而由壓力調(diào)整裝置和角度調(diào)整裝置進行無人機作業(yè)壓力和作業(yè)角度的調(diào)整，使噴頭輸出裝置能夠按照所需的壓力和角度進行噴施農(nóng)藥。另外除了風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)速變化率的數(shù)據(jù)外的其他數(shù)據(jù)，包括溫度和濕度等用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作業(yè)速度等其他工作方式。