[發明專利]一種基于處方圖的可拆卸無人機智能噴霧系統及噴霧方法

有效

• 申請號: 202110738254.3
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113443142B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 文晟;汪中寬;劉越;蘭玉彬;王志國;王聰;王濤
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B64D1/18
• 分類號: B64D1/18;B64C39/02;A01M7/00;B05B12/08;G05D7/06;B64U101/40;B64U101/45
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

1.一種基于處方圖的可拆卸無人機智能噴霧系統，其特征在于，包括噴霧裝置、信息采集和通訊裝置、智能噴霧控制裝置；所述噴霧裝置、信息采集和傳輸裝置、智能噴霧控制裝置與無人機連接；

所述噴霧裝置用于裝載噴射液體，通過閥門間交替進行動作，形成不同的脈沖，從而形成不同的噴霧量；

所述信息采集和通訊裝置用于高頻率信息傳輸和對設備的監控；

所述智能噴霧控制裝置完成數據的接收和處理、處方圖解譯和噴霧裝置的模塊控制；

所述處方圖根據地理坐標數據以及待噴霧信息生成當前區域的處方圖，智能噴霧控制裝置通過處方圖控制噴霧裝置進行噴霧作業；

所述噴霧裝置包括依次連接的藥箱、供水泵、進水電磁閥、增壓泵、流量傳感器、單向閥、噴頭；所述藥箱用于裝載藥品；所述供水泵用于裝載水；所述進水電磁閥用于控制進水流量；所述增壓泵用于調節水的壓強；所述流量傳感器用于獲取水的流量；所述單向閥用于控制噴頭單向流動；

還包括回流電磁閥，所述回流電磁閥一端連接在藥箱，另一端連接在供水泵，即回流電磁閥設置在回水管路上；

所述信息采集和傳輸裝置包括RTK設備、網絡通訊模塊、手機端；

所述RTK設備包括機載端接收機Sky2和基準站UBase，兩者通過電臺通信，機載端天線需垂直放置，保持信號穩定；基準站通過移動設備控制，為機載端提供參考坐標；手機端設置基準站參數，控制差分數據的傳輸；網絡通訊模塊通過USB接口與智能噴霧控制裝置連接；

所述智能噴霧控制裝置包括無人機端控制裝置、遠程控制裝置；

所述無人機端控制裝置包括控制器、電源模塊、第一穩壓模塊、第二穩壓模塊、顯示模塊、繼電器、第一驅動板、第二驅動板、轉接模塊；所述控制器分別連接第二穩壓模塊、第一驅動板、第二驅動板、顯示模塊、RTK設備、網絡通訊模塊連接，與機載端交換數據；電池模塊連接第一穩壓模塊、繼電器、第一驅動板；電池模塊連接第一穩壓模塊、第二穩壓模塊至控制器；電池模塊連接第二驅動板；所述遠程控制裝置為手機端、遠程服務器；

所述處方圖是基于定點測量坐標后，利用python制作矢量處方圖，生成的處方圖包含矢量數據和施藥量，依據處方圖實現精準施藥；

包括以下步驟：

初始化變量和庫函數并載入庫函數；

無人機飛至待噴霧區域，通過RTK設備獲取當前區域的地理坐標差分數據；

用戶通過遠程控制裝置獲取當前坐標、施藥量、坐標狀態，控制系統開始運行；

控制器實時解譯該區域處方圖；所述處方圖包含矢量數據和施藥量；

判斷該無人機是否處于處方圖內部，若不在處方圖內部，則噴霧量為0；若處于處方圖內部，則根據當期位置得出施藥量，并通過控制算法得出控制參數，根據控制參數控制泵和電磁閥運行；

噴霧控制裝置根據處方圖開始進行施藥；具體為：當需要變量時，進水電磁閥和回流電磁閥交替進行動作，形成不同的脈沖，并且兩個泵的電壓也會改變，從而形成不同的噴霧量；具體為：噴霧裝置和控制算法實現變量噴霧，控制算法如下：

其中，v為噴霧比，在施藥過程中不斷地改變占空比和噴霧；t為調整精度的計算時間，t₁表示占空時間，也是主回路在每次周期中的開啟時間；t₂為回流管道的在每次周期中開啟時間；x為計算時間t內高電平次數；

當處方圖內施藥量改變，則重新運行控制算法得出新的控制參數；

判斷施藥量是否達到預警值，若達到預警值，則移動控制裝置進行報警；

判斷藥量是否耗盡，并判斷流量傳感器與當前施藥量誤差是否超過閾值，若超過閾值，則提示用戶返回。