[發明專利]基于高精度定位無人機飛播的大田作物景觀圖案實現方法

有效

• 申請號: 202011302554.9
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112540623B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 黃小毛;張順;廖慶喜;廖宜濤;劉宇;王紹帥
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G06T7/11;G06T7/149
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

1.基于高精度定位無人機飛播的大田作物景觀圖案實現方法，包括以下步驟：

步驟1、確定待作業田塊的邊界數據B1和景觀圖案的邊界數據B2，并對田塊進行耕整、封閉除草、施底肥、開溝等播前處理；

步驟2、將景觀圖案的邊界數據B2與待作業田塊的邊界數據B1進行匹配，在B1中調整B2的大小、角度、位置，得到與B1相匹配的景觀圖案的邊界數據B2’，待作業田塊的邊界數據B1與調整后邊界數據B2’共同組成融合后邊界數據B3；

步驟3、將融合后邊界數據B3轉換為航線軌跡P1，并利用航點精簡算法進行處理，得到精簡航線軌跡P1’，利用帶有噴墨/噴粉裝置的無人機，按精簡航線軌跡P1’飛行并噴施，沿航線軌跡在地表的投影線進行標記，得到顯性的景觀圖案；

步驟4、按照景觀圖案的設計意圖，將B3分割成不同的區域組別｛Ri｝n，每個組別Ri預設安排對應類別或品種的作物，以利用作物生長期的不同顏色或高度差異特性形成對應的圖案；

步驟5、對每個區域組別Ri，根據作物種植農藝要求分別設置飛播作業參數，并進行飛播作業路徑規劃，作業路徑規劃包括以下步驟：1、對區域組別Ri進行一次或多次輪廓偏置，輪廓偏置具體為按預設距離在區域組別Ri內部沿輪廓生成輪廓等距線，下一次的輪廓偏置為在上一次輪廓等距線的內部再次按預設距離生成輪廓等距線，依次存儲輪廓等距線，得到輪廓平行路徑；2、在最后一次的輪廓等距線輪廓的內部，根據飛播作業參數，進行內部區域的作業路徑規劃，生成對應的方向平行路徑，將區域組別Ri的輪廓邊界、每次偏置形成輪廓等距線和生成的方向平行路徑一起作為飛播作業路徑；

步驟6、對每個區域組別Ri，調用步驟S5中對應的飛播作業路徑，轉換為航線軌跡P2i，并利用航點精簡算法進行處理，得到精簡航線軌跡P2i’，利用帶有播種裝置的無人機，裝載每個區域組別對應種類或品種的作物種子，在每個區域組別Ri內按照對應的精簡航線軌跡P2i’分別實施飛播作業,讓種子落入特定區域。

2.根據權利要求1所述的基于高精度定位無人機飛播的大田作物景觀圖案實現方法，其特征在于，所述航點精簡算法具體為，循環遍歷考察航線軌跡上相鄰的3個航點A、B、C，若角∠ABC大于或等于預設閾值θ且線段AB或BC的長度小于設定長度δ，則認為3點共線，刪除中間點B。

3.根據權利要求1所述的基于高精度定位無人機飛播的大田作物景觀圖案實現方法，其特征在于，所述帶有播種裝置的無人機，包括無人機（1）、控制系統（2）和排種系統（3），控制系統（2）用于在定位系統輔助下，控制無人機（1）按照精簡航線軌跡P2i’飛行，根據所處位置實時開啟排種系統（3）并按照規定的播量進行排種。

4.根據權利要求3所述的基于高精度定位無人機飛播的大田作物景觀圖案實現方法，其特征在于，所述帶有噴墨/噴粉裝置的無人機，包括無人機（1）、控制系統（2）和噴墨/噴粉系統（3’）組成，控制系統（2）用于在定位系統的輔助下，控制無人機（1）按照精簡航線軌跡P1’飛行，根據所處位置實時開啟噴墨/噴粉系統（3’），對飛行路線進行顯性標記。

5.根據權利要求3或4中任一項所述的基于高精度定位無人機飛播的大田作物景觀圖案實現方法，其特征在于，所述排種系統包括種箱（3-1）、排種器（3-2）和排種電機（3-3）、出種管（3-4）、折疊電機（3-5）和折疊式導種管（3-6），所述排種器（3-2）由排種電機（3-3）驅動，所述折疊式導種管（3-6）由折疊電機（3-5）驅動且可進行90°折疊，排種時展開后豎直向下。

6.根據權利要求5所述的基于高精度定位無人機飛播的大田作物景觀圖案實現方法，其特征在于，所述排種器（3-2）包括排種上殼體（3-2-1）、排種齒盤（3-2-2）和排種上殼體（3-2-3）；排種齒盤（3-2-2）設置于排種上殼體（3-2-1）和排種下殼體（3-2-3）中間。

7.根據權利要求4所述的基于高精度定位無人機飛播的大田作物景觀圖案實現方法，其特征在于，帶有噴墨/噴粉裝置的無人機還包括水箱（3’-1）、水泵（3’-2）、折疊式噴墨/噴粉桿（3’-3）和折疊電機（3-5），所述折疊式噴墨/噴粉桿（3’-3）由折疊電機（3-5）驅動且可進行90°折疊，工作時展開后豎直向下。