本發(fā)明涉及農(nóng)藥噴灑管理領域，尤其是一種自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)有技術中的農(nóng)藥噴灑方式是采用噴藥機械，如噴霧機，通過人工操作的方式，由噴藥員根據(jù)經(jīng)驗決定藥劑的使用時間、地點和劑量。在整個農(nóng)藥噴灑作業(yè)中，操作人員的勞動強度巨大，而且操作人員直接接觸農(nóng)藥，人身極易受到農(nóng)藥的傷害，同時由于人工操作，整個農(nóng)藥噴灑作業(yè)的效率并不高。因此，需要一種新的農(nóng)藥噴灑方式，改變?nèi)斯姙⒌哪Ｊ?，通過機械自動攜帶預先配制好的農(nóng)藥進行預定區(qū)域的預定劑量噴灑，從而避免操作人員直接與農(nóng)藥接觸，保障操作人員的人身健康，同時自動的農(nóng)藥噴灑模式，提高了農(nóng)藥噴灑的效率，使得大面積農(nóng)田的快速噴藥成為可能。以往在大型農(nóng)田噴灑農(nóng)藥，會采用人工駕駛飛機進行高空噴灑的方式，這樣的方式存在飛機高度過高，使得農(nóng)藥飄散度高，受風向影響較大，污染環(huán)境，從而漸漸的被小型無人機所替代。如公開號為CN104351157的中國專利公開了一種無人機的農(nóng)藥噴灑裝置，包括機體、輸送泵和藥液箱，輸送泵的出液口連接有噴灑管，藥液箱有兩個，兩個藥液箱分別固定焊接在機體的左腳支架內(nèi)和右腳支架內(nèi)，機體的左腳支架和右腳支架之間設置有橫梁，輸送泵安裝在橫梁中部，第一藥液箱設置有第一抽液直管，第一抽液直管連接有通向第一藥液箱底部的第一軟管，第二藥液箱設置有第二抽液直管，第二抽液直管連接有通向第二藥液箱底部的第二軟管，輸送泵的抽液管通過三通管同時與第一抽液直管和第二抽液直管連接。本發(fā)明減小了無人機的空間結構體積，減小了無人的飛行損耗；不需要頻繁的重復裝載藥液,節(jié)約了時間。該發(fā)明所述的無人機實現(xiàn)了機械化農(nóng)藥噴灑，但它沒有一個完善的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化規(guī)劃路徑，人工控制無人機容易造成漏噴或重復噴灑的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有無人機無法自動規(guī)劃農(nóng)藥噴灑路徑，易出現(xiàn)重噴、漏噴問題，實現(xiàn)一種能夠自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)。

本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)，包括無人機本體和用于設在田塊邊界的紅外虛擬墻發(fā)生器，所述無人機本體設有高度感應器和農(nóng)藥噴灑裝置，所述無人機本體前左右三個端點均設有距離感應器，所述無人機本體設有通訊系統(tǒng)并且通過通訊系統(tǒng)與控制單元相連。紅外虛擬墻發(fā)生器能夠圍住田塊形成幾何形狀的紅外虛擬墻，無人機能夠感應到紅外虛擬墻，在幾何形狀內(nèi)沿控制單元提供的信號路徑進行飛行及農(nóng)藥噴灑，實現(xiàn)自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑。

作為優(yōu)選：所述紅外虛擬墻發(fā)生器根據(jù)田塊邊界長短設有一個或多個。多個紅外虛擬墻發(fā)生器的紅外線銜接一起之后，能形成遠距離的紅外虛擬墻，可根據(jù)需要決定紅外虛擬墻發(fā)生器的個數(shù)，適用性廣。

作為優(yōu)選：所述高度感應器和距離感應器采用紅外線裝置。紅外線裝置使用率高，器件功耗很小，價格低廉。

作為優(yōu)選：所述高度感應器采用激光裝置。激光更為靈敏，反應速度更快，測得的數(shù)據(jù)更精確。

本發(fā)明還提供了一種自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)的控制方法分為以下幾步：

1）沿田塊邊界設置紅外虛擬墻發(fā)生器，形成幾何形狀的紅外虛擬墻；

2）無人機在紅外虛擬墻內(nèi)開機起飛升至設定高度，以一方向水平運動；

3）無人機到達紅外虛擬墻后，垂直于紅外虛擬墻向內(nèi)平移設定距離至初始噴灑農(nóng)藥位置并打開農(nóng)藥噴灑裝置；

4）控制單元發(fā)送行走周長信號給無人機，無人機平行于相對應的紅外虛擬墻運動；

5）無人機走完設定周長時，控制單元發(fā)送信號使得無人機垂直于紅外虛擬墻向內(nèi)平移設定距離；

6）控制單元發(fā)送下一圈行走周長信號給無人機，無人機平行于相對應的紅外虛擬墻運動；

7）重復第5和第6步驟，當行走周長小于控制單元的設定最小周長（設定距離的6倍）時，控制單元發(fā)送停止噴灑農(nóng)藥信號給無人機；

8）無人機接收信號停止噴灑農(nóng)藥并以一方向水平運動至紅外虛擬墻外降落。

有益效果：本發(fā)明實現(xiàn)了無人機自動規(guī)劃農(nóng)藥噴灑的路徑，無需人工控制，對各種幾何形狀的田地都適用并且能夠規(guī)劃出不重復的路徑，不會出現(xiàn)漏噴或重復噴灑農(nóng)藥的問題。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明所述的自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。

附圖2是本發(fā)明所述的自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)的路徑圖。

1、無人機本體；2、紅外虛擬墻發(fā)生器。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例一：如圖1-2所示，本發(fā)明是一種自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)，包括無人機本體1和用于設在田塊邊界的紅外虛擬墻發(fā)生器2，所述無人機本體1設有高度感應器和農(nóng)藥噴灑裝置，所述無人機本體1前左右三個端點均設有距離感應器，所述無人機本體1設有通訊系統(tǒng)并且通過通訊系統(tǒng)與控制單元相連。紅外虛擬墻發(fā)生器2能夠圍住田塊形成幾何形狀的紅外虛擬墻，無人機能夠感應到紅外虛擬墻，在幾何形狀內(nèi)沿控制單元提供的信號路徑進行飛行及農(nóng)藥噴灑，實現(xiàn)自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑。

實施例二：如圖 1-2所示，本發(fā)明是一種自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)，包括無人機本體1和用于設在田塊邊界的紅外虛擬墻發(fā)生器2，所述無人機本體1設有高度感應器和農(nóng)藥噴灑裝置，所述無人機本體1前左右三個端點均設有距離感應器，所述無人機本體1設有通訊系統(tǒng)并且通過通訊系統(tǒng)與控制單元相連。紅外虛擬墻發(fā)生器2能夠圍住田塊形成幾何形狀的紅外虛擬墻，無人機能夠感應到紅外虛擬墻，在幾何形狀內(nèi)沿控制單元提供的信號路徑進行飛行及農(nóng)藥噴灑，實現(xiàn)自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑。

作為優(yōu)選：所述紅外虛擬墻發(fā)生器2根據(jù)田塊邊界長短設有一個或多個。多個紅外虛擬墻發(fā)生器2的紅外線銜接一起之后，能形成遠距離的紅外虛擬墻，可根據(jù)需要決定紅外虛擬墻發(fā)生器2的個數(shù)，適用性廣。

作為優(yōu)選：所述高度感應器和距離感應器采用紅外線裝置。紅外線裝置使用率高，器件功耗很小，價格低廉。

作為優(yōu)選：所述高度感應器采用激光裝置。激光更為靈敏，反應速度更快，測得的數(shù)據(jù)更精確。

本發(fā)明還提供了一種自動規(guī)劃路徑農(nóng)藥噴灑無人機系統(tǒng)的控制方法分為以下幾步：

1）沿田塊邊界設置紅外虛擬墻發(fā)生器2，形成幾何形狀的紅外虛擬墻；

2）無人機在紅外虛擬墻內(nèi)開機起飛升至設定高度10m，以一方向水平運動；

3）無人機到達紅外虛擬墻后，垂直于紅外虛擬墻向內(nèi)平移設定距離5m至初始噴灑農(nóng)藥位置并打開農(nóng)藥噴灑裝置；

4）控制單元發(fā)送行走周長信號給無人機，無人機平行于相對應的紅外虛擬墻運動；

5）無人機走完設定周長時，控制單元發(fā)送信號使得無人機垂直于紅外虛擬墻向內(nèi)平移設定距離5m；

6）控制單元發(fā)送下一圈行走周長信號給無人機，無人機平行于相對應的紅外虛擬墻運動；

7）重復第5和第6步驟，當行走周長小于控制單元的設定最小周長30m時，控制單元發(fā)送停止噴灑農(nóng)藥信號給無人機；

8）無人機接收信號停止噴灑農(nóng)藥并以一方向水平運動至紅外虛擬墻外降落。