[發(fā)明專利]基于高精度定位無人機(jī)飛播的大田作物景觀圖案實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011302554.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN112540623B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃小毛;張順;廖慶喜;廖宜濤;劉宇;王紹帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10;G06T7/11;G06T7/149
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

本發(fā)明公開一種基于高精度定位無人機(jī)飛播的大田作物景觀圖案實(shí)現(xiàn)方法。利用GIS系統(tǒng)或GPS定位方式，確定待作業(yè)田塊的邊界數(shù)據(jù)，根據(jù)需求確定景觀圖案的邊界數(shù)據(jù)；將田塊邊界數(shù)據(jù)和景觀圖案數(shù)據(jù)融合得到不同區(qū)域的邊界數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為航線軌跡，采用航點(diǎn)精簡算法處理，得到精簡航線軌跡，利用噴墨/噴粉功能的無人機(jī)，按航線軌跡飛行并噴施，沿航線軌跡在地表的投影線進(jìn)行標(biāo)記，得到顯性的地表圖案；對(duì)不同區(qū)域分別，分別規(guī)劃飛播作業(yè)航線并精簡，利用飛播無人機(jī)，裝載預(yù)設(shè)的不同種類或品種的作物種子，按航線實(shí)施飛播作業(yè),讓種子落入特定區(qū)域；等待發(fā)芽出苗，適時(shí)田間管理，即可得到作物景觀圖案。本發(fā)明適用于大田作物創(chuàng)意景觀圖案的施工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種基于高精度定位無人機(jī)飛播的大田景觀圖案實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著人民生活水平的不斷提高和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略及美麗新農(nóng)村建設(shè)活動(dòng)的推進(jìn)實(shí)施，近年來我國創(chuàng)意景觀農(nóng)業(yè)有了很大的發(fā)展。人們希望農(nóng)田里的作物不僅能夠豐產(chǎn)增收，而且在其生長期能夠呈現(xiàn)出某種字畫景觀造型視覺效果，達(dá)到營造環(huán)境氛圍、廣告宣傳的目的。出于旅游景點(diǎn)開發(fā)和廣告宣傳的需求，各地油菜花海、稻田景觀等創(chuàng)意景觀農(nóng)業(yè)的事例不斷涌現(xiàn)，帶來了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，成為第一、三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的典型案例。有別于以獲得農(nóng)產(chǎn)品為主要目的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)行為，創(chuàng)意景觀農(nóng)業(yè)是一種以增加農(nóng)業(yè)附加值為主要目的，以農(nóng)作物景觀造型為主要手段，以氛圍營造、廣告宣傳和農(nóng)耕文化及農(nóng)事體驗(yàn)為主，同時(shí)兼顧農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的新型農(nóng)業(yè)行為。作為一種主要專注于農(nóng)業(yè)景觀開發(fā)與利用的新型農(nóng)業(yè)種植模式，創(chuàng)意景觀農(nóng)業(yè)不僅有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)價(jià)值，更包含生態(tài)價(jià)值、體驗(yàn)價(jià)值、教育價(jià)值和觀賞價(jià)值等，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志和實(shí)現(xiàn)途徑之一，可在自然村落、農(nóng)業(yè)旅游景點(diǎn)等場景進(jìn)行推廣。

目前大田景觀農(nóng)業(yè)圖案造型實(shí)施過程中，由于種植圖案邊界有著嚴(yán)格的精度要求并且伴隨著不同類別或品種作物混合種植的情形，現(xiàn)有種植機(jī)械很難完成任務(wù)，只能利用純?nèi)斯し绞竭M(jìn)行田間造型設(shè)計(jì)與播種施工，雖已借助GPS等先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行輔助定位，但仍然費(fèi)時(shí)費(fèi)力且出錯(cuò)率極高。因此有針對(duì)性的研究開發(fā)相應(yīng)的機(jī)械化景觀造型技術(shù)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提供基于高精度定位無人機(jī)飛播的大田作物景觀圖案實(shí)現(xiàn)方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

基于高精度定位無人機(jī)飛播的大田作物景觀圖案實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：

步驟1、確定待作業(yè)田塊的邊界數(shù)據(jù)B1和景觀圖案的邊界數(shù)據(jù)B2，并對(duì)田塊進(jìn)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(shù)據(jù)B2與待作業(yè)田塊的邊界數(shù)據(jù)B1進(jìn)行匹配，在B1中調(diào)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(shù)據(jù)B2’，待作業(yè)田塊的邊界數(shù)據(jù)B1與調(diào)整后待播種的圖案B2’共同組成融合后邊界數(shù)據(jù)B3；

步驟3、將融合后邊界數(shù)據(jù)B3轉(zhuǎn)換為航線軌跡P1，并利用航點(diǎn)精簡算法進(jìn)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(jī)，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(jìn)行標(biāo)記，得到顯性的景觀圖案；

步驟4、按照景觀圖案的設(shè)計(jì)意圖，將B3分割成不同的區(qū)域組別{Ri}n，每個(gè)組別Ri預(yù)設(shè)安排對(duì)應(yīng)類別及品種的作物，利用作物生長期的不同顏色或高度等差異特性形成對(duì)應(yīng)的圖案；

步驟5、對(duì)每個(gè)區(qū)域組別Ri，根據(jù)作物種植農(nóng)藝要求分別設(shè)置飛播作業(yè)參數(shù)，并進(jìn)行飛播作業(yè)路徑規(guī)劃，作業(yè)路徑規(guī)劃包括以下步驟：1、對(duì)區(qū)域組別Ri進(jìn)行一次或多次輪廓偏置，輪廓偏置具體為按預(yù)設(shè)距離在區(qū)域組別Ri內(nèi)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(nèi)部再次按預(yù)設(shè)距離生成輪廓等距線，依次存儲(chǔ)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(nèi)部，根據(jù)飛播作業(yè)參數(shù)，進(jìn)行內(nèi)部區(qū)域的作業(yè)路徑規(guī)劃，生成對(duì)應(yīng)的方向平行路徑，將區(qū)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(yè)路徑；