本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，具體涉及到一種用于果樹噴藥的無人機(jī)控制方法。

背景技術(shù)：

在我們?nèi)粘Ｉ钪?，水果是屢見不鮮的，但是在果樹生產(chǎn)中，病蟲害常常又給果樹生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害，使得果樹減產(chǎn)和降低品質(zhì)，給果農(nóng)們造成了極大的困擾。隨著科技的發(fā)展，無人機(jī)噴藥已經(jīng)成為一種新型防治病蟲害的手段，相比傳統(tǒng)的人工施藥有其獨(dú)特的優(yōu)勢，在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用，但同時也存在著問題，如：噴藥精度差，特別是針對間距較大的作物，往往造成了浪費(fèi)，而且噴藥不夠均勻，效果不是很好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于果樹噴藥的無人機(jī)控制方法，實(shí)現(xiàn)變量噴灑，施藥精準(zhǔn)與均勻，效率高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于果樹噴藥的無人機(jī)控制方法，包括以下步驟：

步驟1：啟動測繪無人機(jī)，對果園進(jìn)行測繪，計算出果樹所在區(qū)域的面積；

步驟2：啟動植保無人機(jī)，通過地面控制器操控植保無人機(jī)，對每棵果樹進(jìn)行打點(diǎn)，無人機(jī)通過無線通信模塊將打點(diǎn)的定位坐標(biāo)傳送給地面控制器，地面控制器接收到所有的信息后，再根據(jù)這些信息規(guī)劃并制定植保無人機(jī)的飛行路線和懸停點(diǎn)；

步驟3：植保無人機(jī)按照制定的路線飛行，到達(dá)第一個懸停點(diǎn)，無人機(jī)的控制模塊發(fā)出指令，攝像機(jī)拍攝果樹樹冠圖片，通過無線通信模塊發(fā)送給地面控制器，地面控制器接收到信息后并與下置綠色傳感器檢測到的綠色邊緣進(jìn)行分析，若攝像機(jī)所拍圖片沒有將整個果樹樹冠拍攝下來，那么通過地面控制器調(diào)整無人機(jī)的姿態(tài)再進(jìn)行拍攝，若攝像機(jī)所拍圖片與下置綠色傳感器檢測到的信息一致，那么地面控制器會根據(jù)算法計算出整個果樹樹冠的面積，并計算出圓點(diǎn)的地理坐標(biāo)，地面控制器將計算出的數(shù)據(jù)發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)接收信息后飛行至樹冠層的圓點(diǎn)坐標(biāo)處；

步驟4：無人機(jī)飛行至圓點(diǎn)坐標(biāo)處，無人機(jī)的控制模塊發(fā)出指令，冠層相對高度傳感器開始工作，無人機(jī)根據(jù)冠層相對高度傳感器的檢測信息進(jìn)行調(diào)整姿態(tài)，當(dāng)無人機(jī)與樹冠層的相對高度是h時，控制模塊發(fā)出指令，噴藥裝置的伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，藥水從壓力噴頭處噴出；無人機(jī)根據(jù)算法程序從圓點(diǎn)處以向外擴(kuò)散的方式圓形噴灑；

步驟5：無人機(jī)在飛行至下一個懸停點(diǎn)的過程中，前置綠色傳感器檢測前方的信息，當(dāng)前置綠色傳感器檢測出綠色樹冠信息時，無人機(jī)的控制模塊發(fā)出指令，無人機(jī)上升，直至前置綠色傳感器檢測不出綠色樹冠信息，再按照步驟3和步驟4對果樹進(jìn)行噴藥，直至完成對整個果園的噴藥。

無人機(jī)根據(jù)算法程序，采用方波的噴藥方式對果樹噴藥，無人機(jī)上的攝像機(jī)將拍攝到的果樹樹冠圖片發(fā)送到地面控制器，地面控制器接收到信息后并與下置綠色傳感器檢測到的綠色邊緣進(jìn)行分析，若攝像機(jī)所拍圖片沒有將整個果樹樹冠拍攝下來，那么通過地面控制器調(diào)整無人機(jī)的姿態(tài)再進(jìn)行拍攝，若攝像機(jī)所拍圖片與下置綠色傳感器檢測到的信息一致，那么地面控制器會根據(jù)算法計算出整個果樹樹冠的面積，并計算出樹冠層左邊緣處的地理坐標(biāo)，無人機(jī)飛行至樹冠層左邊緣處；無人機(jī)的控制模塊發(fā)出指令，冠層相對高度傳感器開始工作，無人機(jī)根據(jù)冠層相對高度傳感器的檢測信息進(jìn)行調(diào)整姿態(tài)，當(dāng)無人機(jī)與樹冠層的相對高度是h時，控制模塊發(fā)出指令，噴藥裝置的伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，藥水從壓力噴頭處噴出；無人機(jī)從左邊緣處以方波的方式往右噴灑，無人機(jī)再飛行至下一個懸停點(diǎn)對果樹噴藥，直至完成整個噴藥。

無人機(jī)根據(jù)下置綠色傳感器檢測到的信息進(jìn)行變量噴灑，若檢測到的綠色區(qū)域面積大，比較濃密，壓力噴頭的流量大，若檢測到的綠色區(qū)域面積小且稀疏，壓力噴頭的流量會變小，沒有綠色區(qū)域的地方，壓力噴頭會關(guān)閉；無人機(jī)施藥的邊界是重合的，避免第二次噴灑或漏噴。

本發(fā)明的有益效果是將無人機(jī)與噴藥設(shè)備有效地結(jié)合在一起，對果樹進(jìn)行農(nóng)藥的變量噴灑，提高了農(nóng)藥的噴灑利用率，同時也大大提高了果樹病蟲害的防治效果。

附圖說明

圖1為一種用于果樹噴藥的無人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為一種用于果樹噴藥的無人機(jī)噴藥裝置的組成單元。

圖3為一種用于果樹噴藥的無人機(jī)的噴藥流程圖。

圖4為圓形噴灑農(nóng)藥的示意圖。

圖5為方波的形式噴灑農(nóng)藥的示意圖。

圖中：1、攝像機(jī)；2、冠層相對高度傳感器；3、下置綠色傳感器；4、噴藥裝置；5、無人機(jī)；6、底座；7、前置綠色傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1，一種用于果樹噴藥的無人機(jī)控制系統(tǒng)，包括無人機(jī)5、攝像機(jī)1、冠層相對高度傳感器2、前置綠色傳感器7、下置綠色傳感器3、噴藥裝置4和底座6；所述下置綠色傳感器3安裝在無人機(jī)5前面，所述前置綠色傳感器7安裝在無人機(jī)底座6上。

所述的無人機(jī)5是多旋翼無人機(jī)，包括充電模塊、電源模塊、控制模塊、GPS定位模塊、無線通信模塊和指示模塊。

如圖2，所述的噴藥裝置4，包括伺服電機(jī)、壓力噴頭、藥箱、支撐桿和輸藥管；其中藥箱安裝在無人機(jī)的下方；壓力噴頭共有6個，固定在支撐桿上；壓力噴頭與輸藥管連接。

一種用于果樹噴藥的無人機(jī)控制系統(tǒng)，還包括地面控制器；地面控制器是遙控器或地面計算機(jī)。

如圖3，一種用于果樹噴藥的無人機(jī)控制方法，包括以下步驟：

步驟1：啟動測繪無人機(jī)，對果園進(jìn)行測繪，計算出果樹所在區(qū)域的面積；

步驟2：啟動植保無人機(jī)，通過地面控制器操控植保無人機(jī)，對每棵果樹進(jìn)行打點(diǎn)，無人機(jī)通過無線通信模塊將打點(diǎn)的定位坐標(biāo)傳送給地面控制器，地面控制器接收到所有的信息后，再根據(jù)這些信息規(guī)劃并制定植保無人機(jī)的飛行路線和懸停點(diǎn)；

步驟3：植保無人機(jī)按照制定的路線飛行，到達(dá)懸停點(diǎn)，無人機(jī)的控制模塊發(fā)出指令，攝像機(jī)拍攝果樹樹冠圖片，通過無線通信模塊發(fā)送給地面控制器，地面控制器接收到信息后并與下置綠色傳感器檢測到的綠色邊緣進(jìn)行分析，若攝像機(jī)所拍圖片沒有將整個果樹樹冠拍攝下來，那么通過地面控制器調(diào)整無人機(jī)的姿態(tài)再進(jìn)行拍攝，若攝像機(jī)所拍圖片與下置綠色傳感器檢測到的信息一致，那么地面控制器會根據(jù)算法計算出整個果樹樹冠的面積，并計算出圓點(diǎn)的地理坐標(biāo)，地面控制器將計算出的數(shù)據(jù)發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)接收信息后飛行至樹冠層的圓點(diǎn)坐標(biāo)處；

步驟4：無人機(jī)飛行至圓點(diǎn)坐標(biāo)處，無人機(jī)的控制模塊發(fā)出指令，冠層相對高度傳感器開始工作，無人機(jī)根據(jù)冠層相對高度傳感器的檢測信息進(jìn)行調(diào)整姿態(tài)，當(dāng)無人機(jī)與樹冠層的相對高度是h時，控制模塊發(fā)出指令，噴藥裝置的伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，藥水從壓力噴頭處噴出；無人機(jī)根據(jù)算法程序從圓點(diǎn)處以向外擴(kuò)散的方式圓形噴灑，如圖4所示；

步驟5：無人機(jī)在飛行至下一個懸停點(diǎn)的過程中，前置綠色傳感器檢測前方的信息，當(dāng)前置綠色傳感器檢測出綠色樹冠信息時，無人機(jī)的控制模塊發(fā)出指令，無人機(jī)上升，直至前置綠色傳感器檢測不出綠色樹冠信息，再按照步驟3和步驟4對果樹進(jìn)行噴藥，直至完成對整個果園的噴藥。

如圖5，無人機(jī)根據(jù)算法程序，采用方波的形式對果樹噴藥，無人機(jī)上的攝像機(jī)將拍攝到的果樹樹冠圖片發(fā)送到地面控制器，地面控制器接收到信息后并與下置綠色傳感器檢測到的綠色邊緣進(jìn)行分析，若攝像機(jī)所拍圖片沒有將整個果樹樹冠拍攝下來，那么通過地面控制器調(diào)整無人機(jī)的姿態(tài)再進(jìn)行拍攝，若攝像機(jī)所拍圖片與下置綠色傳感器檢測到的信息一致，那么地面控制器會根據(jù)算法計算出整個果樹樹冠的面積，并計算出樹冠層左邊緣處的地理坐標(biāo)，無人機(jī)飛行至樹冠層左邊緣處；無人機(jī)的控制模塊發(fā)出指令，冠層相對高度傳感器開始工作，無人機(jī)根據(jù)冠層相對高度傳感器的檢測信息進(jìn)行調(diào)整姿態(tài)，當(dāng)無人機(jī)與樹冠層的相對高度是h時，控制模塊發(fā)出指令，噴藥裝置的伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，藥水從壓力噴頭處噴出；無人機(jī)從左邊緣處以方波的方式往右噴灑，無人機(jī)再飛行至下一個懸停點(diǎn)對果樹噴藥，直至完成整個噴藥。

無人機(jī)根據(jù)下置綠色傳感器檢測到的信息進(jìn)行變量噴灑，若檢測到的綠色區(qū)域面積大，比較濃密，壓力噴頭的流量大，若檢測到的綠色區(qū)域面積小且稀疏，壓力噴頭的流量會變小，沒有綠色區(qū)域的地方，壓力噴頭會關(guān)閉；無人機(jī)施藥的邊界是重合的，避免第二次噴灑或漏噴。