本发明属于无人机控制领域,具体涉及一种仿地飞行的植保无人机控制系统及方法。
背景技术:
1、我国土地资源丰富,类型多样。但由于城镇化的进一步推进,耕地面积逐渐变少,且青年劳动力大量涌入城市,加上社会情况下人口老龄化情况严重,目前农村面临着缺少劳动力的局面。为了缓解这一局面,在农业领域,植保无人机因为低成本和高效率逐渐替代使用大量人力的传统农业工作方式和地面植保机械,从而减少作业途中对作物的破坏。目前,植保无人机被普遍使用,工作范围也日益广泛,包括作物播种、农药喷洒,以及作物生长监测等。
2、植保无人机需要专业人员进行操控,作业效率取决于专业人员的操作方式和操作水平。在操作过程中,植保无人机要与作物保持一定的高度,因而存在定高精度差、药液浪费等问题,且农田的地形地貌和作物的高度也会在一定程度上影响着操作人员的判断、决策。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明提出一种仿地飞行的植保无人机控制系统及方法,能够实现在面对复杂农田地形和不同高度的农作物时,减少专业人员的操作误差,行稳定地进行自主仿地飞行,提高农业生产活动工作效率。
2、为了实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
3、第一方面,本发明提供了一种仿地飞行的植保无人机控制系统,包括:地面端和机载端;
4、所述地面端包括第一处理器、第一无线数传和遥控器,所述第一处理器通过所述第一无线数传与所述遥控器相连;
5、所述机载端包括植保无人机,以及设置在所述植保无人机上的第二处理器、第二无线数传、飞行控制器、环境采集器和位置采集器;所述第二处理器通过所述第二无线数传与所述飞行控制器相连;所述飞行控制器还与所述遥控器通信相连;所述第二无线数传还与所述第一无线数传通信相连;所述环境采集器和位置采集器分别与所述第二处理器相连。
6、可选地,所述环境采集器包括双目相机、惯性测量单元、温度传感器和气压传感器;
7、所述双目相机用于测量植保无人机与预设目标的距离;
8、所述惯性测量单元用于测量双目相机的姿态角;
9、所述温度传感器用于测量植保无人机所处环境的温度;
10、所述气压传感器用于测量植保无人机所处环境的气压值。
11、可选地,所述位置采集器为gps模块,将采集到的植保无人机当前经纬度、高度、轨迹方向发送给所述第二处理器。
12、可选地,当植保无人机在飞行时遇到复杂地形环境时,所述位置采集器将采集到的植保无人机当前经纬度、高度、轨迹方向发送给所述第二处理器,经所述第一无线数传和第二无线数传传输至第一处理器,供第一处理器处理。
13、可选地,所述仿地飞行指令的生成过程包括:
14、所述环境采集器和位置采集器将采集到的环境信息和位置信息发送至第二处理器;
15、所述第二处理器基于接收到的信息,生成植保无人机的位置和动作数据,作为仿地飞行指令。
16、可选地,所述第二处理器中包括cnn网络,所述cnn网络的输入数据包括环境信息和位置信息,其输出数据包括植保无人机的位置和动作数据。
17、第二方面,本发明提供了一种基于第一方面所述的仿地飞行的植保无人机控制系统的控制方法,包括:
18、当所述植保无人机控制系统开始工作时,先对自身进行电源、环境采集器和位置采集器是否正常运行的自检行为;
19、若自检显示正常,则建立第二处理器与飞行控制器的通信;
20、由操作人员通过遥控器控制植保无人机起飞至初始高度并悬停,开启高度估计程序,判断高度估计是否正常,如果不正常便显示故障,再次开启高度估计程序,如果高度估计正常,植保无人机会收到第二处理器发送的仿地飞行指令,并执行所述仿地飞行指令,直至飞行到终点。
21、可选地,所述仿地飞行指令的生成过程包括:
22、所述环境采集器和位置采集器将采集到的环境信息和位置信息发送至第二处理器;
23、所述第二处理器基于接收到的信息,生成植保无人机的位置和动作数据,作为仿地飞行指令。
24、可选地,所述第二处理器中包括cnn网络,所述cnn网络的输入数据包括环境信息和位置信息,其输出数据包括植保无人机的位置和动作数据。
25、可选地,所述控制方法还包括:
26、当植保无人机在飞行时遇到复杂地形环境时,所述位置采集器将采集到的植保无人机当前经纬度、高度、轨迹方向发送给所述第二处理器,经所述第一无线数传和第二无线数传传输至第一处理器,供第一处理器处理。
27、与现有技术相比,本发明的有益效果:
28、本发明可以有效解决植保无人机面对复杂的农田地形和不同高度的农作物时,减少专业人员的操作误差,进行稳定的自主仿地飞行,提高农业生产活动工作效率的问题。
1.一种仿地飞行的植保无人机控制系统,其特征在于,包括:地面端和机载端;
2.根据权利要求1所述的一种仿地飞行的植保无人机控制系统,其特征在于:所述环境采集器包括双目相机、惯性测量单元、温度传感器和气压传感器;
3.根据权利要求1所述的一种仿地飞行的植保无人机控制系统,其特征在于:所述位置采集器为gps模块,将采集到的植保无人机当前经纬度、高度、轨迹方向发送给所述第二处理器。
4.根据权利要求1所述的一种仿地飞行的植保无人机控制系统,其特征在于:当植保无人机在飞行时遇到复杂地形环境时,所述位置采集器将采集到的植保无人机当前经纬度、高度、轨迹方向发送给所述第二处理器,经所述第一无线数传和第二无线数传传输至第一处理器,供第一处理器处理。
5.根据权利要求1所述的一种仿地飞行的植保无人机控制系统,其特征在于:所述仿地飞行指令的生成过程包括:
6.根据权利要求5所述的一种仿地飞行的植保无人机控制系统,其特征在于:所述第二处理器中包括cnn网络,所述cnn网络的输入数据包括环境信息和位置信息,其输出数据包括植保无人机的位置和动作数据。
7.一种基于权利要求1所述的仿地飞行的植保无人机控制系统的控制方法,其特征在于,包括:
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于:所述仿地飞行指令的生成过程包括:所述环境采集器和位置采集器将采集到的环境信息和位置信息发送至第二处理器;
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于:所述第二处理器中包括cnn网络,所述cnn网络的输入数据包括环境信息和位置信息,其输出数据包括植保无人机的位置和动作数据。
10.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
