[發(fā)明專利]一種用于自動操控的無人機植保監(jiān)控系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810609293.1
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108803657A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐宇;駱少明;侯超鈞;莊家俊;郭琪偉;孫勝;劉澤鋒;陳亞勇;張恒濤;黃建鈞;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: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01C21/20
• 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)明涉及一種用于自動操控的無人機植保監(jiān)控系統(tǒng)及方法，其中用于自動操控的無人機植保監(jiān)控系統(tǒng)包括深度數(shù)據(jù)采集單元、GIS處理單元、自動控制單元，通過深度數(shù)據(jù)采集單元、彩色數(shù)據(jù)采集單元分別采集農(nóng)田的深度信息和彩色信息，通過GIS處理單元分析處理后得到農(nóng)田中種植了農(nóng)作物的區(qū)域，通過自動控制單元控制無人機在農(nóng)田中精準(zhǔn)且不遺漏地對農(nóng)作物進行植保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機植保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于自動操控的無人機植保監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)行的無人機植保技術(shù)依賴于專業(yè)的飛手，飛手是指擁有專業(yè)的無人機操控技術(shù)的技術(shù)人員。植保作業(yè)對飛手的要求非常高，在目視飛行的距離內(nèi)，飛手必須要做到鎖高、直線、勻速飛行。飛手在操控?zé)o人機對農(nóng)林地進行植保時，由于視線的阻礙以及人為操控的局限性，即使是擁有無人機專業(yè)操控技能的飛手，也很難控制無人機精準(zhǔn)地對農(nóng)作物進行植保，并且不能保證無人機對農(nóng)田的每一個地方都進行了植保。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種用于自動操控的無人機植保監(jiān)控系統(tǒng)及方法，可以自動操控?zé)o人機精準(zhǔn)且不遺漏地對農(nóng)田進行植保。

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)：

一種用于自動操控的無人機植保監(jiān)控系統(tǒng)，包括深度數(shù)據(jù)采集單元、GIS處理單元、自動控制單元；

所述深度數(shù)據(jù)采集單元，用于采集農(nóng)田的深度點云數(shù)據(jù)并將深度點云數(shù)據(jù)存儲為集合D＝{d₁,d₂,……,d_m}，其中d_i＝(X_i,Y_i,Z_i)，X_i、Y_i、Z_i分別表示第i點在直角坐標(biāo)系X-Y-Z下的坐標(biāo)值，所述直角坐標(biāo)系的X-Y平面為水平面，i＝1,2,……,m，m為集合D中點的總數(shù)；

所述GIS處理單元，用于從深度數(shù)據(jù)采集單元獲取集合D，提取集合D內(nèi)第i點的Z_i，根據(jù)Z_i區(qū)分第i點的對應(yīng)的位置是否有種植農(nóng)作物，若第i點對應(yīng)的位置有種植農(nóng)作物，則將di放置在集合A中，提取集合A內(nèi)第k點的X_k、Y_k，k＝1,2,……,n，n為集合A中點的總數(shù)。

所述自動控制單元，用于從GIS處理單元獲取X_k、Y_k，根據(jù)X_k、Y_k規(guī)劃無人機的飛行路徑。

當(dāng)無人機在農(nóng)田中飛行時，深度數(shù)據(jù)采集單元采集農(nóng)田的深度點云數(shù)據(jù)并存儲為集合D，集合D內(nèi)的每個元素代表每一個點，每個元素都存儲了每一個點在三維的直角坐標(biāo)系X-Y-Z下的坐標(biāo)值，也即集合D內(nèi)第i個元素d_i存儲了第i點的X_i、Y_i、Z_i。直角坐標(biāo)系的X-Y平面為水平面，Z軸對應(yīng)的方向是垂直于水平面的。

在農(nóng)田中有種植農(nóng)作物的位置和沒有種植農(nóng)作物的位置在高度上有明顯區(qū)別的，無人機所采集的Z_i是不同的，因此可以根據(jù)第i點的Z_i區(qū)分第i點對應(yīng)的位置是否有種植農(nóng)作物。因為有種植農(nóng)作物的位置需要無人機去植保，該位置必須包含在無人機的飛行路徑上，所以GIS處理單元將根據(jù)Z_i判斷為對應(yīng)的位置有種植農(nóng)作物的點均放置在集合A中。

自動控制單元根據(jù)集合A內(nèi)各個點的X_k、Y_k、Z_k，規(guī)劃無人機在農(nóng)田進行植保的飛行路徑，可以使得無人機在需要植保區(qū)域內(nèi)進行精準(zhǔn)且不遺漏地植保。

進一步地，所述自動控制單元包括作業(yè)時間計算模塊、距離計算模塊、路徑規(guī)劃模塊；