[發明專利]一種植保無人機作業區域自主定位方法

在審

• 申請號: 201810695844.0
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108802676A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 張天勇;尤波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06;G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種植保無人機作業區域自主定位方法，包括：（1）數個無線通訊模塊（WCM）安置于作業區域的邊界節點；（2）植保無人機機載WCM分別向各邊界節點上的WCM發送指令，并接收各WCM回傳指令，計算各通訊回環時間；（3）基于植保無人機機載WCM與各邊界節點WCM間的通訊回環時間即可計算植保無人機與各邊界節點間距；（4）通過已知的各邊界節點距離，結合植保無人機與上述各邊界節點間距，即可得到植保無人機在作業區域內的相對位置，同時實現自主定位。通過上述方式，本發明能夠根據WCM間通訊回環時間確定植保無人機與各邊界節點之間的距離，使得植保無人機無需配置額外的導航定位系統即可實現作業區域內自主定位。

技術領域

本發明涉及植保無人機作業區域內自主定位技術領域，具體涉及一種植保無人機作業區域自主定位方法。

背景技術

目前市場上常見的植保無人機，均由專業駕駛人員通過遠距離遙控的方式實施農藥噴灑等植保作業活動，植保無人機的作業區域完全取決于駕駛人員的視野范圍，這導致植保作業的區域有效性無法保障。隨著植保無人機技術的不斷發展，越來越多的科技工作者開始研究基于植保無人機的自主作業方法，這對植保無人機在作業區域內的精確定位提出了較高的要求。

現有的植保無人機作業區域內定位方式主要基于北斗定位模塊或GPS模塊，上述定位模塊的定位精度較高，但其開發、維護成本非常高。同時，如果操作不當導致上述定位模塊損壞，將帶來極大的人力物力財力損耗，這些因素都限制了植保無人機自主植保作業向大規模化應用方向的發展。

因此，本發明提出了一種植保無人機作業區域自主定位方法，通過數個廉價的無線通訊模塊（WCM）即可實現植保無人機在其作業區域內的自主定位。同時，當作業區域邊界節點的某個WCM出現損毀等極端情況下，植保無人機依然能夠保持一定的自主定位能力。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種植保無人機作業區域自主定位方法，能夠解決目前植保無人機所采用定位模塊（如北斗、GPS）面臨的開發、維護成本高昂，且損毀后會造成極大人力物力財力等損耗的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種植保無人機作業區域自主定位方法，包括如下步驟：

（1）數個無線通訊模塊（WCM）安置于作業區域的邊界節點；

（2）植保無人機機載WCM分別向上述步驟（1）中各邊界節點上的WCM發送指令，并接收各邊界節點上WCM回傳指令，計算各通訊回環時間；

（3）基于步驟（2）中得到的通訊回環時間計算植保無人機與各邊界節點之間的相對距離；

（4）基于已知各邊界節點間的距離，結合步驟（3）中得到的植保無人機與各邊界節點間距，即可得到植保無人機在作業區域內的相對位置，同時實現自主定位。

進一步地，所述步驟（1）進一步包括用于安裝、固定WCM的支架以及為WCM提供電能的獨立供電模塊，且所述獨立供電模塊為可充電蓄電池或太陽能電池板。

更進一步地，所述步驟（2）進一步包括植保無人機機載控制系統，所述機載控制系統通過機載WCM按指定順序或同時向所述步驟（1）中位于各邊界節點的WCM發送無線指令，同時接收所述各邊界節點WCM的回傳指令，并于機載控制系統內計算機載WCM與各邊界節點WCM間的通訊回環時間。

更進一步地，所述步驟（3）進一步包括距離算法公式，通過所述步驟（2）中計算得到的機載WCM與各邊界節點WCM間的通訊回環時間即可解算出機載WCM與各邊界節點WCM間的相對距離，所述解算過程在權利要求4中所述的機載控制系統內部完成。