[發明專利]基于無人機的農藥養護系統

在審

• 申請號: 202010042579.3
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111077912A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）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（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;B64C39/02;B64D1/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

本發明提供一種基于無人機的農藥養護系統，包括無人機組、調度終端和移動補給站，無人機組包括監測無人機和養護無人機，養護無人機依據調度終端的養護指令，由規劃路徑執行噴灑任務；調度終端依據養護需求和監測無人獲取的探測信息，將目標區域的治理需求進行網格化細分，生成農藥精準養護需求，進而計算得出養護方案，養護方案包含每臺養護無人機的規劃路徑和移動補給站的指定位置，并依據養護方案分別發送養護指令給移動補給站和養護無人機；該系統，與傳統無人機在區域內無法均勻噴施相比，通過網格精細化養護需求，并通過調度終端生成優化的無人機噴灑路線，能夠實現精準噴藥精準噴施，能夠保證農藥噴灑均勻，農藥殘留低，并能夠保護環境。

技術領域

本發明涉及一種基于無人機的農藥養護系統。

背景技術

隨著科學技術和互聯網的發展，傳統農業與數字信息時代相融合，精準農業逐漸成為當今世界農業發展的新潮流，另外隨著我國農業供給側結構性改革的不斷推進，發展安全、節約、高效的精準農業成為新趨勢，其中無人機這一新型的農業機械在我國農業發展中發揮著重要的作用，促進了我國農業現代化的進程。植物養護領域是精準農業重要的一部分。目前，傳統的無人機植物養護難以實現農藥精準按需噴灑，并出現噴灑不均勻的現象。因此，需要根據不均勻需求進行治理區域網格化細分，并在電量與藥量受限的基礎上，對無人機飛行路徑進行高效的路徑規劃。

上述問題是在基于無人機的農藥養護系統的設計過程中應當予以考慮并解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于無人機的農藥養護系統解決現有技術中存在的難以實現農藥精準按需噴灑的問題。

本發明的技術解決方案是：

一種基于無人機的農藥養護系統，包括無人機組、調度終端和移動補給站，

無人機組：包括監測無人機和養護無人機，監測無人機依據調度終端的探測指令，到達指定區域獲取探測信息，并回傳給調度終端，探測信息包括目標區域植物的缺藥信息、目標區域地理特征；養護無人機依據調度終端的養護指令，由規劃路徑執行噴灑任務；

調度終端：包括數據處理模塊、無線通信模塊和存儲模塊，無線通信模塊用于與無人機組和移動補給站進行通信，數據處理模塊依據養護需求和監測無人獲取的探測信息，將目標區域的治理需求進行網格化細分，生成農藥精準養護需求，進而計算得出養護方案，養護方案包含每臺養護無人機的規劃路徑和移動補給站的指定位置，將所得養護方案分別發送養護指令給移動補給站和養護無人機，并將所得養護方案發送給存儲模塊進行存儲；

移動補給站：依據調度終端的養護指令，將所需養護無人機、所需農藥與所需充電樁送至指定位置。

進一步地，調度終端中，將目標區域的治理需求進行網格化細分，生成農藥精準養護需求；具體為，將目標區域以養護無人機的噴灑長度為邊長劃分為若干正方體網格單元，并配置每個網格單元的待噴灑農藥量，采用貪吃策略確定每臺養護無人機的規劃路徑；在養護無人機確定返航移動補給站后，更新目標區域的各網格單元的待噴灑農藥量，并重新由貪吃策略確定該養護無人機的規劃路徑。

進一步地，移動補給站包括車輛、車載終端、充電樁與農藥箱，車載終端、充電樁與農藥箱分別設于車輛上，車載終端與調度終端無線通信，充電樁用于為無人機組補充電量，農藥箱用于為無人機組補充農藥。

進一步地，調度終端采用以下調度過程：

S101、調度終端收到養護需求后，向監測無人機發送探測指令，使監測無人機起飛到養護需求的指定區域進行探測，監測無人機將獲取的探測信息回傳給調度終端；

S102、調度終端根據監測無人機回傳的探測信息，結合養護無人機噴幅口徑大小，將目標區域的治理需求進行網格化細分，生成農藥精準養護需求；

S103、調度終端根據步驟S102所生成的農藥精準養護需求，計算得到無人機養護方案；