[發(fā)明專利]一種基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田機械化作業(yè)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010911767.5
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112034883B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊文武;羅熙霖;郭涵;胡煉;任春霞;梁展豪;陳雨;陳煒瀚;李曉妍;程皓
• 申請（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京知本村知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11039
• 代理人: 劉江良

1.一種基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田機械化作業(yè)方法，其特征在于：該作業(yè)方法采用基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田模塊化智能作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，所述基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田模塊化智能作業(yè)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)運無人機、模塊化智能作業(yè)裝置和控制系統(tǒng)；其中：

轉(zhuǎn)運無人機用于目標(biāo)梯田的勘察規(guī)劃、轉(zhuǎn)運模塊化智能作業(yè)裝置和更換指定模塊；模塊化智能作業(yè)裝置用于梯田的作業(yè)；控制系統(tǒng)用于調(diào)度無人機和模塊化智能作業(yè)裝置開展相應(yīng)的任務(wù)；

作業(yè)方法包括如下步驟：

1) 轉(zhuǎn)運無人機進(jìn)行目標(biāo)梯田的勘察規(guī)劃，將勘察得到的信息傳輸至控制系統(tǒng)，完成田塊數(shù)字地圖構(gòu)建；

2) 轉(zhuǎn)運無人機將模塊化智能作業(yè)裝置轉(zhuǎn)運投放至目標(biāo)位置；

3) 模塊化智能作業(yè)裝置讀取目標(biāo)田塊的地圖，規(guī)劃作業(yè)路線，開始自主作業(yè)；

4) 模塊化智能作業(yè)裝置作業(yè)過程中，控制系統(tǒng)實時監(jiān)控物料模塊和動力模塊，若需更換，通過控制系統(tǒng)發(fā)送更換模塊的請求至轉(zhuǎn)運無人機進(jìn)行更換補給；

5) 轉(zhuǎn)運無人機按照不同的請求吊裝相應(yīng)的補給模塊，分析確定所需更換模塊的智能作業(yè)裝置位置，自主規(guī)劃路徑，自主飛行至指定位置更換補給模塊；

6) 更換補給模塊后模塊化智能作業(yè)裝置按照規(guī)劃路線繼續(xù)進(jìn)行指定作業(yè)，直至作業(yè)完成，停止作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田機械化作業(yè)方法，其特征在于，進(jìn)一步包括如下步驟：

7) 若有進(jìn)一步的有待作業(yè)的田塊和作業(yè)模式，模塊化智能作業(yè)裝置發(fā)送所在位置信息、目標(biāo)田塊和作業(yè)模式指令至轉(zhuǎn)運無人機；

8) 轉(zhuǎn)運無人機解析指令，根據(jù)需要完成模塊更換和模塊化智能作業(yè)裝置的轉(zhuǎn)運；

9) 模塊化智能作業(yè)裝置重復(fù)步驟3)至6)；

10) 若無待播田塊和等待作業(yè)任務(wù)，模塊化智能作業(yè)裝置發(fā)送所在位置信息和返航指令至轉(zhuǎn)運無人機；

11) 轉(zhuǎn)運無人機解析指令，將模塊化智能作業(yè)裝置吊裝返航，作業(yè)任務(wù)結(jié)束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田機械化作業(yè)方法，其特征在于：所述作業(yè)是播種、施肥、除草或/和打藥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田機械化作業(yè)方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)運無人機進(jìn)行目標(biāo)梯田的勘察規(guī)劃，包括如下步驟：

步驟1-1，控制無人機勘察梯田地形地貌，通過機載攝像頭拍攝擬作業(yè)梯田環(huán)境，并通過機載GPS記錄拍攝地點經(jīng)緯度和高度信息，生成梯田三維立體信息云圖；

步驟1-2，無人機將梯田圖像信息和經(jīng)緯度等信息傳輸至后臺控制系統(tǒng)，分析梯田地理信息和田埂邊界信息；

步驟1-3，對梯田不同田塊進(jìn)行編號；

步驟1-4，利用得到的每個田塊田埂邊界信息和位置信息完成田塊數(shù)字地圖構(gòu)建。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田機械化作業(yè)方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)運無人機將模塊化智能作業(yè)裝置轉(zhuǎn)運投放至目標(biāo)位置，包括如下步驟：

步驟2-1，指定轉(zhuǎn)運無人機按照指令吊裝模塊化智能作業(yè)裝置；

步驟2-2，轉(zhuǎn)運無人機按照目標(biāo)田塊和目標(biāo)投放位置規(guī)劃飛行路徑，將模塊化智能作業(yè)裝置轉(zhuǎn)運投放至目標(biāo)位置；

步驟2-3，轉(zhuǎn)運無人機返航。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機轉(zhuǎn)運的梯田機械化作業(yè)方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)運無人機更換模塊，包括更換物料模塊、作業(yè)模塊和動力模塊，包括如下步驟：

步驟4-1，模塊化智能作業(yè)裝置在作業(yè)過程中如出現(xiàn)物料不足、能量不足或者需要改變作業(yè)方式時，通過控制系統(tǒng)向轉(zhuǎn)運無人機發(fā)送相應(yīng)指令請求；

步驟4-2，轉(zhuǎn)運無人機按照不同的請求吊裝相應(yīng)的補給模塊，分析確定所需更換模塊的智能作業(yè)裝置位置，自主規(guī)劃路徑，自主飛行至指定位置更換補給模塊；

步驟4-3，轉(zhuǎn)運無人機更換補給模塊后，吊裝智能作業(yè)裝置上相應(yīng)被替換的模塊，原路返航進(jìn)行物料和能量補充。