本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)的植保領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)人機(jī)針對(duì)排列無(wú)規(guī)律/株距大的植株的植保噴灑方法。

背景技術(shù)：

無(wú)人機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的無(wú)人飛行器，隨著行業(yè)不斷發(fā)展成熟，無(wú)人機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域都有著較深的發(fā)展。其中，無(wú)人機(jī)可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)領(lǐng)域，對(duì)植株進(jìn)行農(nóng)藥噴灑、施肥（葉面肥）、授粉等植保工作。

相比傳統(tǒng)人工噴灑的方式，通過無(wú)人機(jī)進(jìn)行植保噴灑具有工作效率高、藥物利用率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以降低用人成本。

然而，針對(duì)某些植株（如果樹等），現(xiàn)有無(wú)人機(jī)的植保噴灑方法存在一些不足之處?，F(xiàn)有無(wú)人機(jī)的植保噴灑方法，如噴灑小麥、玉米時(shí)，無(wú)人機(jī)是按照“弓”字形線路飛行，而果樹由于分散種植，因此株距較大，并且有些果樹的排列無(wú)規(guī)律，因此這種常規(guī)噴灑方式會(huì)造成農(nóng)藥浪費(fèi)的問題；另一方面，由于一些果樹樹冠較大，現(xiàn)有的噴灑方法不會(huì)在果樹上方做停留，導(dǎo)致噴灑還存在藥水滲透差、噴灑效果不理想的問題。

因此，如何解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，便成為本發(fā)明所要研究解決的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)人機(jī)的植保噴灑方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種無(wú)人機(jī)的植保噴灑方法，包含以下步驟：

步驟一，采集植株數(shù)據(jù)

通過一采集方式對(duì)植株數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所述植株數(shù)據(jù)包括：植株的總數(shù)以及每棵植株的數(shù)據(jù)，所述每棵植株的數(shù)據(jù)包括坐標(biāo)、高度以及直徑；

步驟二，上傳植株數(shù)據(jù)

將步驟一采集到的所述植株數(shù)據(jù)發(fā)送至一無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)中，并通過該無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)所述植株數(shù)據(jù)規(guī)劃出無(wú)人機(jī)的噴灑飛行線路；

步驟三，執(zhí)行飛行植保噴灑

所述無(wú)人機(jī)接收所述無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)規(guī)劃的所述飛行線路，然后逐棵飛至各所述植株的坐標(biāo)處進(jìn)行植保噴灑，并且，所述無(wú)人機(jī)在植株之間的飛行過程中停止噴灑；其中，

當(dāng)所述無(wú)人機(jī)飛至一所述植株的坐標(biāo)處時(shí)，首先，對(duì)應(yīng)該植株的高度數(shù)據(jù)于該植株的正上方停留，然后，通過所述無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)該植株的直徑和無(wú)人機(jī)的噴灑直徑進(jìn)行比對(duì)；

若該植株的直徑小于無(wú)人機(jī)的噴灑直徑，則無(wú)人機(jī)直接進(jìn)行原地自旋噴灑；若該植株的直徑大于無(wú)人機(jī)的噴灑直徑，則無(wú)人機(jī)在不改變飛行高度的情況下以螺旋飛行軌跡對(duì)該植株的樹冠由內(nèi)向外飛行噴灑，直至完成對(duì)該植株的全部噴灑；

當(dāng)所述無(wú)人機(jī)完成該植株的噴灑之后，根據(jù)所述飛行線路的設(shè)定，飛至下一棵植株的坐標(biāo)處，再次重述上述植株的噴灑方式，周而復(fù)始，直至噴灑完全部植株。

上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：

1．上述方案中，于步驟一中，所述采集方式包括rtk（載波相位差分定位技術(shù)）測(cè)量采集方式或傳統(tǒng)的gps測(cè)量采集方式等。因需要每棵植株的高精度數(shù)據(jù)，所以本發(fā)明優(yōu)選但不局限于rtk測(cè)量采集方式。

2．上述方案中，所述每棵植株的數(shù)據(jù)中涉及的“高度”，指的是植株樹梢的海拔高度。涉及的“直徑”，指的是植株樹冠垂直投影地面的最大直徑。

3．上述方案中，于步驟二中，所述無(wú)人機(jī)的噴灑飛行線路，可以是各植株間的最短路徑，也可以根據(jù)需要手動(dòng)設(shè)定其它任意飛行路徑。

4．上述方案中，于步驟三中，所述植株的正上方，指的是植株樹冠正中心的上方。該方法無(wú)人機(jī)在植株正上方進(jìn)行懸停，可通過無(wú)人機(jī)的強(qiáng)勁垂直風(fēng)力提高藥物向下的滲透性，噴灑效果更好。

5．上述方案中，所述無(wú)人機(jī)的噴灑直徑指的是無(wú)人機(jī)自轉(zhuǎn)一周所噴灑區(qū)域的直徑。

6．上述方案中，“通過所述無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)該植株的直徑和無(wú)人機(jī)的噴灑直徑進(jìn)行比對(duì)”，其中，該比對(duì)包含兩種方式，方式一：在步驟二中規(guī)劃所述飛行線路時(shí)，已就采集到的所述植株數(shù)據(jù)，對(duì)各植株的直徑和無(wú)人機(jī)的噴灑直徑進(jìn)行比對(duì)，待到飛至各植株時(shí)，直接根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)的噴灑即可；方式二，當(dāng)無(wú)人機(jī)飛至各植株位置處之后，再調(diào)取當(dāng)下植株對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)下植株的直徑和無(wú)人機(jī)的噴灑直徑進(jìn)行比對(duì)，然后根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)的噴灑。

7．上述方案中，所述自旋噴灑可通過離心力擴(kuò)大無(wú)人機(jī)的噴灑面積，并可降低對(duì)無(wú)人機(jī)的噴頭數(shù)量要求，無(wú)人機(jī)自旋的周數(shù)與無(wú)人機(jī)噴頭的數(shù)量呈反比，以四噴頭無(wú)人機(jī)為例，其僅需自旋半周即可。

8．上述方案中，于步驟三中，

所述無(wú)人機(jī)在以螺旋飛行軌跡進(jìn)行噴灑時(shí)，相鄰兩圈的間距小于或等于所述無(wú)人機(jī)的噴灑直徑；以保證植株的樹冠能夠全部噴灑，即保證單棵植株的噴灑效果。

9．上述方案中，于步驟三中，

若該植株的直徑大于無(wú)人機(jī)的噴灑直徑，則無(wú)人機(jī)在不改變飛行高度的情況下以螺旋飛行軌跡對(duì)該植株的樹冠由內(nèi)向外飛行噴灑，同時(shí)，所述無(wú)人機(jī)進(jìn)行自旋。由于自旋可擴(kuò)大噴灑面積，因此在螺旋飛行的同時(shí)進(jìn)行自旋，實(shí)際上不僅可以提高噴灑效果，更可以減少螺旋的圈數(shù)，縮短對(duì)單棵植株的噴灑時(shí)間，進(jìn)而提高全部植株的總噴灑效率。

本發(fā)明工作原理及優(yōu)點(diǎn)如下：

本發(fā)明一種無(wú)人機(jī)的植保噴灑方法，包含：步驟一，采集植株數(shù)據(jù)，包括植株的總數(shù)以及每棵植株的坐標(biāo)、高度以及直徑；步驟二，上傳植株數(shù)據(jù)至無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，并規(guī)劃出無(wú)人機(jī)的噴灑飛行線路；步驟三，無(wú)人機(jī)根據(jù)飛行線路逐棵飛至各植株處進(jìn)行植保噴灑，且在植株之間的飛行過程中停止噴灑；其中，當(dāng)無(wú)人機(jī)飛至植株的坐標(biāo)處時(shí)，先于該植株的正上方停留，再比對(duì)該植株的直徑和無(wú)人機(jī)的噴灑直徑；若該植株的直徑小于無(wú)人機(jī)的噴灑直徑，則無(wú)人機(jī)直接進(jìn)行原地自旋噴灑；若該植株的直徑大于無(wú)人機(jī)的噴灑直徑，則無(wú)人機(jī)以螺旋飛行軌跡對(duì)該植株的樹冠由內(nèi)向外飛行噴灑；當(dāng)無(wú)人機(jī)完成該植株的噴灑之后，根據(jù)飛行線路的設(shè)定飛至下一棵植株的坐標(biāo)處，再次重述上述植株的噴灑方式，周而復(fù)始，直至噴灑完全部植株。

相比現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明可大幅節(jié)約藥劑用量，藥劑利用率高，且滲透性好，不論樹冠的高、低、大、小，本發(fā)明均可適用。噴灑時(shí)，無(wú)人機(jī)在植株上方旋轉(zhuǎn)噴灑，符合植株樹冠半球形特征，尤其針對(duì)植株株距大、規(guī)律性差的區(qū)域，可有效降低目前直線飛行噴灑所帶來(lái)的農(nóng)藥浪費(fèi)問題，并減少土地污染；同時(shí)，該方法無(wú)人機(jī)在植株上方進(jìn)行懸停，可通過無(wú)人機(jī)的強(qiáng)勁垂直風(fēng)力提高藥物向下的滲透性，噴灑效果更好。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例中表示單棵植株直徑的示意圖；

附圖2為本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)人機(jī)自旋噴灑時(shí)的示意圖；

附圖3為本發(fā)明實(shí)施例中無(wú)人機(jī)螺旋飛行噴灑時(shí)的示意圖；

附圖4為本發(fā)明實(shí)施例的工作流程示意框圖。

以上附圖中：1.植株；2.無(wú)人機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例：參見附圖1～4所示，一種無(wú)人機(jī)的植保噴灑方法，包含以下步驟：

步驟一，采集植株數(shù)據(jù)

通過一采集方式對(duì)植株數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所述植株數(shù)據(jù)包括：植株1的總數(shù)以及每棵植株1的數(shù)據(jù)，所述每棵植株1的數(shù)據(jù)包括坐標(biāo)、高度以及直徑；

其中，所述采集方式具體可采用rtk測(cè)量采集方式，以保證數(shù)據(jù)的精確性，但在實(shí)際操作中，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可使用其他類似的可以保證數(shù)據(jù)測(cè)量精度的采集方式。

其中，每棵植株1的數(shù)據(jù)包括其位置數(shù)據(jù)及其直徑數(shù)據(jù)d（見圖1），位置數(shù)據(jù)包括坐標(biāo)x,y和高度z，不同植株1的位置數(shù)據(jù)表示為x1,y1,z1、x2,y2,z2、x3,y3,z3、……xn,yn,zn，不同植株1的直徑數(shù)據(jù)表示為d1、d2、d3、……dn，其中n表示植株1的總數(shù)。

步驟二，上傳植株數(shù)據(jù)

將步驟一采集到的所述植株數(shù)據(jù)發(fā)送至一無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)中，并通過該無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)所述植株數(shù)據(jù)規(guī)劃出無(wú)人機(jī)2的噴灑飛行線路；

步驟三，執(zhí)行飛行植保噴灑

所述無(wú)人機(jī)2接收所述無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)規(guī)劃的所述飛行線路，然后逐棵飛至各所述植株1的坐標(biāo)處進(jìn)行植保噴灑，并且，所述無(wú)人機(jī)2在植株1之間的飛行過程中停止噴灑；其中，

當(dāng)所述無(wú)人機(jī)2飛至一所述植株1的坐標(biāo)處（x1,y1）時(shí)，首先，對(duì)應(yīng)該植株1的高度數(shù)據(jù)（z1）于該植株的正上方停留；為了保證噴灑效果，可另外手動(dòng)設(shè)定一高度間距h，該高度間距h為無(wú)人機(jī)2與植株1樹梢的間距，構(gòu)成無(wú)人機(jī)2實(shí)際飛行停留位置為x1,y1,z1+h；

然后，通過所述無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)取當(dāng)下植株1對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，對(duì)該植株1的直徑d1和無(wú)人機(jī)2的噴灑直徑d0（見圖2）進(jìn)行比對(duì)；

若該植株1的直徑d1小于無(wú)人機(jī)2的噴灑直徑d0，則無(wú)人機(jī)2直接進(jìn)行原地自旋噴灑（見圖2）；若該植株1的直徑d1大于無(wú)人機(jī)2的噴灑直徑d0，則無(wú)人機(jī)2在不改變飛行高度的情況下以螺旋飛行軌跡對(duì)該植株1的樹冠由內(nèi)向外飛行噴灑，即，由圖中的a處逐漸向b處、c處和d處移動(dòng)，同時(shí)所述無(wú)人機(jī)2進(jìn)行自旋，直至完成對(duì)該植株的全部噴灑（見圖3）；

當(dāng)所述無(wú)人機(jī)2完成該植株1的噴灑之后，根據(jù)所述飛行線路的設(shè)定，飛至下一棵植株1的坐標(biāo)處（x2,y2），再次重述上述植株1的噴灑方式，周而復(fù)始，直至噴灑完全部植株1。

其中，于步驟三中，

所述無(wú)人機(jī)2在以螺旋飛行軌跡進(jìn)行噴灑時(shí)，相鄰兩圈的間距l(xiāng)小于或等于所述無(wú)人機(jī)2的噴灑直徑d0；以保證植株1的樹冠能夠全部噴灑，即保證單棵植株1的噴灑效果。

本發(fā)明一種無(wú)人機(jī)的植保噴灑方法，可大幅節(jié)約藥劑用量，藥劑利用率高，且滲透性好，不論樹冠的高、低、大、小，本發(fā)明均可適用。噴灑時(shí)，無(wú)人機(jī)在植株上方旋轉(zhuǎn)噴灑，符合植株樹冠半球形特征，尤其針對(duì)植株株距大、規(guī)律性差的區(qū)域，可有效降低目前直線飛行噴灑所帶來(lái)的農(nóng)藥浪費(fèi)問題，并減少土地污染；同時(shí)，該方法無(wú)人機(jī)在植株上方進(jìn)行懸停，可通過無(wú)人機(jī)的強(qiáng)勁垂直風(fēng)力提高藥物向下的滲透性，噴灑效果更好。

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。