[發(fā)明專利]基于無人機(jī)的農(nóng)藥養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010042579.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN111077912A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃海平;高志凱;朱潔;楊一帆;胡承曦;袁宵翔;王軒宇;成爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10;B64C39/02;B64D1/18
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

1.一種基于無人機(jī)的農(nóng)藥養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：包括無人機(jī)組、調(diào)度終端和移動(dòng)補(bǔ)給站，

無人機(jī)組：包括監(jiān)測(cè)無人機(jī)和養(yǎng)護(hù)無人機(jī)，監(jiān)測(cè)無人機(jī)依據(jù)調(diào)度終端的探測(cè)指令，到達(dá)指定區(qū)域獲取探測(cè)信息，并回傳給調(diào)度終端，探測(cè)信息包括目標(biāo)區(qū)域植物的缺藥信息、目標(biāo)區(qū)域地理特征；養(yǎng)護(hù)無人機(jī)依據(jù)調(diào)度終端的養(yǎng)護(hù)指令，由規(guī)劃路徑執(zhí)行噴灑任務(wù)；

調(diào)度終端：包括數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊和存儲(chǔ)模塊，無線通信模塊用于與無人機(jī)組和移動(dòng)補(bǔ)給站進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)處理模塊依據(jù)養(yǎng)護(hù)需求和監(jiān)測(cè)無人獲取的探測(cè)信息，將目標(biāo)區(qū)域的治理需求進(jìn)行網(wǎng)格化細(xì)分，生成農(nóng)藥精準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)需求，進(jìn)而計(jì)算得出養(yǎng)護(hù)方案，養(yǎng)護(hù)方案包含每臺(tái)養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的規(guī)劃路徑和移動(dòng)補(bǔ)給站的指定位置，將所得養(yǎng)護(hù)方案分別發(fā)送養(yǎng)護(hù)指令給移動(dòng)補(bǔ)給站和養(yǎng)護(hù)無人機(jī)，并將所得養(yǎng)護(hù)方案發(fā)送給存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)；

移動(dòng)補(bǔ)給站：依據(jù)調(diào)度終端的養(yǎng)護(hù)指令，將所需養(yǎng)護(hù)無人機(jī)、所需農(nóng)藥與所需充電樁送至指定位置。

2.如權(quán)利要求1的基于無人機(jī)的農(nóng)藥養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：調(diào)度終端中，將目標(biāo)區(qū)域的治理需求進(jìn)行網(wǎng)格化細(xì)分，生成農(nóng)藥精準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)需求；具體為，將目標(biāo)區(qū)域以養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的噴灑長(zhǎng)度為邊長(zhǎng)劃分為若干正方體網(wǎng)格單元，并配置每個(gè)網(wǎng)格單元的待噴灑農(nóng)藥量，采用貪吃策略確定每臺(tái)養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的規(guī)劃路徑；在養(yǎng)護(hù)無人機(jī)確定返航移動(dòng)補(bǔ)給站后，更新目標(biāo)區(qū)域的各網(wǎng)格單元的待噴灑農(nóng)藥量，并重新由貪吃策略確定該養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的規(guī)劃路徑。

3.如權(quán)利要求1的基于無人機(jī)的農(nóng)藥養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：移動(dòng)補(bǔ)給站包括車輛、車載終端、充電樁與農(nóng)藥箱，車載終端、充電樁與農(nóng)藥箱分別設(shè)于車輛上，車載終端與調(diào)度終端無線通信，充電樁用于為無人機(jī)組補(bǔ)充電量，農(nóng)藥箱用于為無人機(jī)組補(bǔ)充農(nóng)藥。

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的基于無人機(jī)的農(nóng)藥養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：調(diào)度終端采用以下調(diào)度過程：

S101、調(diào)度終端收到養(yǎng)護(hù)需求后，向監(jiān)測(cè)無人機(jī)發(fā)送探測(cè)指令，使監(jiān)測(cè)無人機(jī)起飛到養(yǎng)護(hù)需求的指定區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，監(jiān)測(cè)無人機(jī)將獲取的探測(cè)信息回傳給調(diào)度終端；

S102、調(diào)度終端根據(jù)監(jiān)測(cè)無人機(jī)回傳的探測(cè)信息，結(jié)合養(yǎng)護(hù)無人機(jī)噴幅口徑大小，將目標(biāo)區(qū)域的治理需求進(jìn)行網(wǎng)格化細(xì)分，生成農(nóng)藥精準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)需求；

S103、調(diào)度終端根據(jù)步驟S102所生成的農(nóng)藥精準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)需求，計(jì)算得到無人機(jī)養(yǎng)護(hù)方案；

S104、調(diào)度終端依據(jù)步驟S103所得養(yǎng)護(hù)方案向移動(dòng)補(bǔ)給站發(fā)送指令；

S105、移動(dòng)補(bǔ)給站在依據(jù)指令到達(dá)指定位置后，發(fā)送就位信息給調(diào)度終端；調(diào)度終端收到移動(dòng)補(bǔ)給站就位信息后，向養(yǎng)護(hù)方案中確定的養(yǎng)護(hù)無人機(jī)發(fā)送開始指令；

S106、調(diào)度終端周期性地監(jiān)控養(yǎng)護(hù)無人機(jī)實(shí)施養(yǎng)護(hù)方案的進(jìn)程和養(yǎng)護(hù)無人機(jī)當(dāng)前狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)無人機(jī)當(dāng)前狀態(tài)包括養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的電量和農(nóng)藥量；

S107、判斷養(yǎng)護(hù)過程是否結(jié)束，在沒有結(jié)束時(shí)，分別進(jìn)入步驟S109和S113，對(duì)養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的電量和農(nóng)藥量進(jìn)行監(jiān)控；否則進(jìn)入S108；

S108、養(yǎng)護(hù)無人機(jī)回到指定位置，養(yǎng)護(hù)結(jié)束；

S109、依據(jù)是否收到養(yǎng)護(hù)無人機(jī)發(fā)送的電量預(yù)警信號(hào)，判斷養(yǎng)護(hù)無人機(jī)電量是否到達(dá)閾值，在收到電量預(yù)警信號(hào)時(shí)，確定到達(dá)閾值，進(jìn)入步驟S110；否則返回步驟S106；

S110、調(diào)度終端向養(yǎng)護(hù)無人機(jī)發(fā)送充電指令；

S111、依據(jù)養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的實(shí)際噴灑路徑，判斷養(yǎng)護(hù)無人機(jī)是否完成養(yǎng)護(hù)方案的噴灑任務(wù)，在沒有完成時(shí)，進(jìn)入步驟S112；否則返回步驟S106；

S112、調(diào)度終端重新計(jì)算養(yǎng)護(hù)方案，并將更新的養(yǎng)護(hù)方案發(fā)送給養(yǎng)護(hù)無人機(jī)；

S113、依據(jù)是否收到養(yǎng)護(hù)無人機(jī)發(fā)送的農(nóng)藥量預(yù)警信號(hào)，判斷養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的農(nóng)藥量是否到達(dá)閾值，在收到農(nóng)藥量預(yù)警信號(hào)時(shí)，如果到達(dá)閾值，進(jìn)入步驟S114；否則返回步驟S106；

S114、調(diào)度終端向養(yǎng)護(hù)無人機(jī)發(fā)送補(bǔ)充農(nóng)藥指令；

S115、依據(jù)養(yǎng)護(hù)無人機(jī)的實(shí)際噴灑路徑，判斷養(yǎng)護(hù)無人機(jī)是否完成養(yǎng)護(hù)方案的噴灑任務(wù)，在沒有完成時(shí)，進(jìn)入步驟S112；否則返回步驟S106。

5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的基于無人機(jī)的農(nóng)藥養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：養(yǎng)護(hù)無人機(jī)采用以下過程：

S201、養(yǎng)護(hù)無人機(jī)等待調(diào)度終端的養(yǎng)護(hù)指令；

S202、養(yǎng)護(hù)無人機(jī)在收到養(yǎng)護(hù)指令后，依照養(yǎng)護(hù)指令的規(guī)劃路徑執(zhí)行飛行噴灑任務(wù)；

S203、在執(zhí)行飛行噴灑任務(wù)中，檢測(cè)電量是否達(dá)到閾值，在達(dá)到閾值后，向調(diào)度終端發(fā)送電量預(yù)警信號(hào)；

S204、等待調(diào)度終端的充電指令，在收到充電指令后飛往移動(dòng)補(bǔ)給站進(jìn)行充電；

S205、在充電完成，并收到調(diào)度終端更新養(yǎng)護(hù)方案后的養(yǎng)護(hù)指令后，返回步驟S202，直至完成噴灑任務(wù)；

S206、在執(zhí)行飛行噴灑任務(wù)中，檢測(cè)農(nóng)藥量是否達(dá)到閾值，在達(dá)到閾值后，向調(diào)度終端發(fā)送農(nóng)藥量預(yù)警信號(hào)；

S207、等待調(diào)度終端的補(bǔ)充農(nóng)藥指令，在收到補(bǔ)充農(nóng)藥指令后飛往移動(dòng)補(bǔ)給站進(jìn)行補(bǔ)充農(nóng)藥；

S208、在補(bǔ)充農(nóng)藥完成，并收到調(diào)度終端更新養(yǎng)護(hù)方案后的養(yǎng)護(hù)指令后，返回步驟S202，直至完成噴灑任務(wù)。