本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法、無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)以及無(wú)人機(jī)噴灑控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)噴灑控制主要分兩種：非智能的開(kāi)關(guān)型控制和具備GPS速度控制的變量噴灑控制。
非智能的普通控制器功能簡(jiǎn)單，只具備基本的噴灑功能，無(wú)法根據(jù)飛機(jī)的飛行速度進(jìn)行精準(zhǔn)的噴灑速度控制，容易造成藥業(yè)噴灑不均。
具備GPS速度控制的變量噴灑控制器可以根據(jù)提前設(shè)計(jì)好的噴灑速度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合自帶GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量飛機(jī)飛行速度，進(jìn)而較為準(zhǔn)確的控制噴灑速度。這種方案有了很大的進(jìn)步，但是僅僅測(cè)量GPS速度不能得到飛機(jī)的姿態(tài)信息，而實(shí)際飛行中飛機(jī)的姿態(tài)會(huì)在轉(zhuǎn)彎或側(cè)向風(fēng)的影響下發(fā)生一定的傾轉(zhuǎn)，此時(shí)飛機(jī)的噴灑覆蓋面減小，應(yīng)該實(shí)時(shí)減小噴灑速度。因此，安裝GPS的噴灑控制器是無(wú)法解決飛機(jī)姿態(tài)帶來(lái)的影響，依然會(huì)在噴灑時(shí)造成不均勻噴灑。
因此，希望有一種技術(shù)方案來(lái)克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法來(lái)克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法，所述無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法包括以下步驟：
步驟1：預(yù)設(shè)噴灑參數(shù)，并使無(wú)人機(jī)飛向作業(yè)區(qū)域進(jìn)行噴灑；
步驟2：實(shí)時(shí)獲取無(wú)人機(jī)飛行速度以及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角；
步驟3：實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前噴灑速度，并實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前流量；
步驟4：通過(guò)PID控制方法計(jì)算輸出控制量，并將該輸出控制量反饋給驅(qū)動(dòng)泵，控制驅(qū)動(dòng)泵實(shí)時(shí)調(diào)整流量；
步驟5：重復(fù)所述步驟2至所述步驟4，直至噴灑完成。
優(yōu)選地，所述步驟1中的預(yù)設(shè)噴灑參數(shù)包括噴幅以及噴灑量。
優(yōu)選地，所述步驟2中的飛行速度以及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角通過(guò)GPS、陀螺儀或者飛機(jī)飛控導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲得。
優(yōu)選地，所述步驟3中的噴灑速度采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：
其中，
Pp為當(dāng)前噴灑速度；Pset為噴灑量；v為當(dāng)前無(wú)人機(jī)飛行速度；L為噴幅；K為常數(shù)，表示每畝標(biāo)準(zhǔn)面積，即666.67m2/畝。
優(yōu)選地，所述步驟4中的采用如下公式計(jì)算控制量：
U＝Kp*e0+Ki*esum+Kd*ek(2)；其中，
其中U為輸出控制量；e0為當(dāng)前流量值與測(cè)量值之差；esum為歷史e0累計(jì)和；ek為前一時(shí)刻流量差與當(dāng)前時(shí)刻流量差之差。
本申請(qǐng)還提供了一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)，所述無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)包括：噴灑參數(shù)設(shè)置模塊，所述噴灑參數(shù)設(shè)置模塊用于預(yù)設(shè)噴灑參數(shù)；無(wú)人機(jī)飛控模塊，所述無(wú)人機(jī)飛控模塊用于控制所述無(wú)人機(jī)飛行以及無(wú)人機(jī)噴灑；陀螺儀，所述陀螺儀用于獲取所述無(wú)人機(jī)的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角；GPS模塊，所述GPS模塊用于獲取無(wú)人機(jī)的位置以及無(wú)人機(jī)的飛行速度；PID控制器，所述PID控制器用于通過(guò)PID控制方法計(jì)算輸出控制量；流量計(jì)，所述流量計(jì)用于實(shí)時(shí)測(cè)量當(dāng)前噴灑的流量；驅(qū)動(dòng)泵，所述驅(qū)動(dòng)泵用于接收所述輸出控制量，并根據(jù)所述輸出控制量工作。
本申請(qǐng)還提供了一種無(wú)人機(jī)噴灑控制系統(tǒng)，所述無(wú)人機(jī)噴灑控制系統(tǒng)包括選擇模塊、手動(dòng)流量控制系統(tǒng)、手動(dòng)功率控制系統(tǒng)以及無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)；其中，所述手動(dòng)流量控制系統(tǒng)用于通過(guò)設(shè)定的噴灑流量進(jìn)行閉環(huán)控制，從而進(jìn)行定流量噴灑；所述手動(dòng)功率控制系統(tǒng)用于通過(guò)設(shè)定功率百分比的方式，進(jìn)行固定功率噴灑；所述無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)為如權(quán)利要求6所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)；所述選擇模塊用于在所述手動(dòng)流量控制系統(tǒng)、手動(dòng)功率控制系統(tǒng)以及無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)進(jìn)行切換選擇。
本發(fā)明中的無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法實(shí)時(shí)獲取飛機(jī)的速度和姿態(tài)角；通過(guò)獲取真實(shí)流量和壓力，進(jìn)行流量閉環(huán)控制。通過(guò)以上方案結(jié)合實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)噴灑流量的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制，防止在不同速度、傾角的情況下噴灑不均勻。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：在不同速度和傾角的情況下能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)噴灑速度，避免噴灑不均。
附圖說(shuō)明
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法的流程示意圖。
如圖1所示的無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法包括以下步驟：
步驟1：預(yù)設(shè)噴灑參數(shù)，并使無(wú)人機(jī)飛向作業(yè)區(qū)域進(jìn)行噴灑；
步驟2：實(shí)時(shí)獲取無(wú)人機(jī)飛行速度以及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角；
步驟3：實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前噴灑速度，并實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前流量；
步驟4：通過(guò)PID控制方法計(jì)算輸出控制量，并將該輸出控制量反饋給驅(qū)動(dòng)泵，控制驅(qū)動(dòng)泵實(shí)時(shí)調(diào)整流量；
步驟5：重復(fù)所述步驟2至所述步驟4，直至噴灑完成。
本發(fā)明中的無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制方法實(shí)時(shí)獲取飛機(jī)的速度和姿態(tài)角；通過(guò)獲取真實(shí)流量和壓力，進(jìn)行流量閉環(huán)控制。通過(guò)以上方案結(jié)合實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)噴灑流量的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制，防止在不同速度、傾角的情況下噴灑不均勻。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：在不同速度和傾角的情況下能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)噴灑速度，避免噴灑不均。
在本實(shí)施例中，步驟1中的預(yù)設(shè)噴灑參數(shù)包括噴幅以及噴灑量。
在本實(shí)施例中，所述步驟2中的飛行速度以及滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角通過(guò)GPS、陀螺儀或者飛機(jī)飛控導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲得。
在本實(shí)施例中，所述步驟3中的噴灑速度采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：
其中，
Pp為當(dāng)前噴灑速度；Pset為噴灑量；v為當(dāng)前無(wú)人機(jī)飛行速度；L為噴幅；K為常數(shù)，表示每畝標(biāo)準(zhǔn)面積，即666.67m2/畝。
在本實(shí)施例中，所述步驟4中的采用如下公式計(jì)算控制量：
U＝Kp*e0+Ki*esum+Kd*ek；其中，
其中U為輸出控制量；e0為當(dāng)前目標(biāo)流量值(目標(biāo)流量值指當(dāng)前希望達(dá)到的流量)與測(cè)量值之差；esum為歷史e0累計(jì)和；ek為前一時(shí)刻流量差與當(dāng)前時(shí)刻流量差之差。
本申請(qǐng)還提供了一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)，所述無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)包括：
噴灑參數(shù)設(shè)置模塊，所述噴灑參數(shù)設(shè)置模塊用于預(yù)設(shè)噴灑參數(shù)；
無(wú)人機(jī)飛控模塊，所述無(wú)人機(jī)飛控模塊用于控制所述無(wú)人機(jī)飛行以及無(wú)人機(jī)噴灑；
陀螺儀，所述陀螺儀用于獲取所述無(wú)人機(jī)的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角；
GPS模塊，所述GPS模塊用于獲取無(wú)人機(jī)的位置以及無(wú)人機(jī)的飛行速度；
PID控制器，所述PID控制器用于通過(guò)PID控制方法計(jì)算輸出控制量；
流量計(jì)，所述流量計(jì)用于實(shí)時(shí)測(cè)量當(dāng)前噴灑的流量；
驅(qū)動(dòng)泵，所述驅(qū)動(dòng)泵用于接收所述輸出控制量，并根據(jù)所述輸出控制量工作。
本申請(qǐng)還提供了一種無(wú)人機(jī)噴灑控制系統(tǒng)，所述無(wú)人機(jī)噴灑控制系統(tǒng)包括選擇模塊、手動(dòng)流量控制系統(tǒng)、手動(dòng)功率控制系統(tǒng)以及無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)；其中，手動(dòng)流量控制系統(tǒng)用于通過(guò)設(shè)定的噴灑流量進(jìn)行閉環(huán)控制，從而進(jìn)行定流量噴灑；手動(dòng)功率控制系統(tǒng)用于通過(guò)設(shè)定功率百分比的方式，進(jìn)行固定功率噴灑；無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)為如權(quán)利要求6所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)；選擇模塊用于在所述手動(dòng)流量控制系統(tǒng)、手動(dòng)功率控制系統(tǒng)以及無(wú)人機(jī)自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)進(jìn)行切換選擇。
在本實(shí)施例中，可以通過(guò)無(wú)線通訊切換自動(dòng)噴灑和手動(dòng)噴灑模式，極大提高了應(yīng)用的靈活性。
最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。