[發(fā)明專利]一種無人機(jī)自動除草作業(yè)方法

在審

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• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113126650A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李繼宇;劉知杰
• 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;G05D1/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅偉富

本發(fā)明公開一種無人機(jī)自動除草作業(yè)方法，包括以下步驟：獲取待除草區(qū)域的邊界；根據(jù)農(nóng)田的邊框建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)除草區(qū)域的地圖邊界和大小，結(jié)合機(jī)載傳感器的檢測范圍和無人機(jī)的飛行高度，生成多個檢測點(diǎn)，無人機(jī)在各個檢測點(diǎn)上都檢測一次；無人機(jī)飛至檢測點(diǎn)，獲取下方的雜草信息，計(jì)算出雜草相對于無人機(jī)的位置和雜草的生長狀況信息；計(jì)算并記錄雜草在農(nóng)田中的位置；重復(fù)上述步驟，遍歷所有檢測點(diǎn)，記錄所有雜草信息；根據(jù)雜草的位置和生長狀況，生成無人機(jī)除草順序，規(guī)劃無人機(jī)的飛行航線；除草無人機(jī)根據(jù)航線進(jìn)行除草。本發(fā)明可對不同的雜草生長狀況進(jìn)行自動除草，減少機(jī)器對作物的損害和作業(yè)時(shí)間，提高除草效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)除草方法，具體涉及一種無人機(jī)自動除草作業(yè)方法。

背景技術(shù)

清除田間雜草是一項(xiàng)重要的植保工作。目前，農(nóng)田的除草工作主要依靠地面機(jī)械執(zhí)行，作業(yè)機(jī)械通過輪子和履帶的方式在田中移動，其移動速度慢，移動方向受到限制。由于農(nóng)田中的作物種植密集，不利于地面機(jī)械在田中行走，限制了機(jī)器的作業(yè)。為了方便地面機(jī)械的作業(yè)，需在田中預(yù)留一定的行走空間，這樣不僅浪費(fèi)了田地，還無法避免地面機(jī)械在行走時(shí)觸碰到植物，對作物造成損傷，造成得不償失的后果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述存在的問題，提供一種無人機(jī)自動除草作業(yè)方法，該自動除草作業(yè)方法可以針對不同的雜草生長狀況進(jìn)行自動除草，減少了機(jī)器對作物的損害和作業(yè)時(shí)間，提高除草效果。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種無人機(jī)自動除草作業(yè)方法，包括以下步驟：

(1)采集待除草區(qū)域的信息，獲取待除草區(qū)域的邊界，其中，所述區(qū)域的信息包括農(nóng)田邊框的各頂點(diǎn)坐標(biāo)、農(nóng)田長度與農(nóng)田寬度；

(2)根據(jù)農(nóng)田的邊框建立直角坐標(biāo)系，自動生成多個雜草檢測檢測點(diǎn)；根據(jù)除草區(qū)域的地圖邊界和大小，結(jié)合機(jī)載傳感器的檢測范圍和無人機(jī)的飛行高度，生成多個檢測點(diǎn)，使無人機(jī)在各個檢測點(diǎn)上都檢測一次，獲得整個區(qū)域的雜草信息；

(3)無人機(jī)飛至檢測點(diǎn)，利用安裝在無人機(jī)下方的傳感器獲取下方的雜草信息；通過算法識別數(shù)據(jù)中的雜草，獲取雜草的生長狀況，并計(jì)算出每一處雜草相對于無人機(jī)的位置和雜草的生長狀況信息；

(4)基于該點(diǎn)無人機(jī)RTK定位信息和雜草相對于無人機(jī)的位置，計(jì)算出雜草在農(nóng)田中的位置，并記錄雜草的位置；

(5)無人機(jī)遍歷剩下的檢測點(diǎn)，重復(fù)步驟(3)和(4)，遍歷所有檢測點(diǎn)，記錄整個計(jì)劃除草區(qū)域內(nèi)的所有雜草信息；

(6)根據(jù)雜草的位置和生長狀況，生成無人機(jī)除草順序，規(guī)劃無人機(jī)的飛行航線；

(7)除草無人機(jī)根據(jù)已規(guī)劃的航線依次飛到雜草生長處進(jìn)行除草。

本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，在步驟(2)中，生成檢測點(diǎn)的算法包括以下步驟：

設(shè)農(nóng)田長度m，農(nóng)田寬度n；設(shè)傳感器探測一次能采集到的信息的區(qū)域長度為a，寬度為b；設(shè)c為小于m/a的最大整數(shù)，d為小于n/b的最大整數(shù)，則檢測點(diǎn)的坐標(biāo)為：

P(a/2+ai,b/2+bj)i＝(0,1,2,3……,c)，j＝(0,1,2……,d)；

檢測點(diǎn)的數(shù)量為：(c+1)*(d+1)；

設(shè)檢測點(diǎn)在農(nóng)田中的坐標(biāo)為(x,y)，則對于第k個檢測點(diǎn)，其坐標(biāo)為：

y＝[(k-1)/(c+1)]*b+b/2；

當(dāng)[(k-1)/(c+1)]mod 2＝0時(shí)，x＝{(k-1)mod(c+1)+1/2}*a；

當(dāng)[(k-1)/(c+1)]mod 2＝1時(shí)，x＝{c-(k-1)mod(c+1)+1/2}*a。