[發明專利]基于處方圖的無人機智能噴施系統及方法

有效

• 申請號: 201811031041.1
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109353504B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 何斌斌;張波;羅錫文;蘭玉彬;周志艷;黃志宏;巫莉莉;曾鳴;許卓懷;謝泓鑫
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64D1/18;B64D47/08;G05D1/10;A01M7/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種基于處方圖的無人機智能噴施系統及方法，系統包括無人機飛行決策系統、無人機精準作業系統、作業處方系統和無人機工勘系統；所述無人機飛行決策系統通過ZigBee無線傳感網與所述無人機精準作業系統通信，所述無人機精準作業系統通過4G網絡與所述作業處方系統通信，所述作業處方系統通過4G網絡與無人機工勘系統通信；所述無人機工勘系統通過ZigBee無線傳感網與無人機飛行決策系統通信；本發明采用了低空遙感判別土壤肥力、人工智能決策、以作業處方圖的方式驅動植保無人機精準作業的技術方案，解決了傳統作業方式用肥不合理、人工效率低下、噴灑不均勻、施肥效果不理想的技術問題，從而達到精細化作業的效果。

技術領域

本發明屬于低空遙感圖像技術領域，涉及一種基于處方圖的無人機智能噴施系統及方法。

背景技術

低空遙感技術能夠精細化定量分析田塊的肥力，以及對農作物的研究，能夠讓精準作業有據可依；人工智能的能力，讓智能決策成為可能。目前的無人機植保作業，可分成人工飛控以及自主飛控兩類；

(1)在人工飛控的情況下，人為因素導致無人機飛行姿態不穩定，人工成本高，技術門檻高，容易墜機，不利于無人機植保作業的推廣；

(2)在自主飛控的情況下，能夠解決人工成本以及技術門檻高問題，但是不能解決農田風場因素干擾的問題；

無論是在人工飛控還是自主飛控的情況下，作業過程中高度固定，速度固定，飛行路線固定，導致施肥量分布不可控，不能根據田塊肥力和實時環境情況進行精準作業。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于處方圖的無人機智能噴施系統及方法，實現基于低空遙感圖像的人工智能決策無人機精準作業，讓無人機作業更高效、精準以及減少肥料使用。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明一種基于處方圖的無人機智能噴施系統，包括無人機飛行決策系統、無人機精準作業系統、作業處方系統和無人機工勘系統；所述無人機飛行決策系統通過ZigBee無線傳感網與所述無人機精準作業系統通信，所述無人機精準作業系統通過4G網絡與所述作業處方系統通信，所述作業處方系統通過4G網絡與無人機工勘系統通信；所述無人機工勘系統通過ZigBee無線傳感網與無人機飛行決策系統通信；

所述無人機飛行決策系統，用于采集環境信息，為無人機精準作業系統以及無人機工勘系統是否作業或工勘做決策；

所述無人機工勘系統，用于無人機工勘作業，拍攝農田原生圖像、低空遙感圖像以及記錄圖像的經緯度信息，并將農田圖像以及經緯度信息發送至作業處方系統；

所述作業處方系統，用于接收來自無人機工勘系統的農田可見光圖像、低空遙感圖像以及經緯度信息之后，利用云端人工智能算法模型訓練系統訓練好的算法模型，將序列化的可見光圖像、低空遙感圖像整合并配準成沒有畸變且包含位置信息的圖像，并根據光譜與土壤的化學元素含量之間的關系，以及作物品種、生長季與所需肥力的關系，自動計算并生成作業處方圖，最后返回此作業處方圖至無人機精準作業系統；

所述無人機精準作業系統，用于為作業處方系統提供施肥建議，智能調度無人機、實時調整飛行姿態進行精準化作業。

作為優選的技術方案，所述無人機飛行決策系統搭載了飛行決策ZigBee子模塊、風力風向傳感器以及溫濕度傳感器；

所述飛行決策ZigBee子模塊，用于組建Mesh拓撲的ZigBee無線傳感網，實現大范圍的無線通信網絡，與無人機精準作業系統以及無人機工勘系統進行通信；

所述風力風向傳感器，用于采集環境的風力風向參數；

所述溫濕度傳感器，用于采集環境的溫濕度參數。