[发明专利]一种基于无线传感器网络的植保无人机喷施作业方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体而言，涉及一种基于无线传感器网络的植保无人机喷施作业方法。

背景技术

农用无人机的航迹规划大多采用作业前由地面站系统预规划的方式，即在起飞前由地面站系统根据农田作业的具体任务进行航迹规划。在作业过程中，无人机不做自主航迹规划调整。

在应用无人机实施植保过程中，一些喷施作业区域经常出现漏喷、重喷，或者喷施到作业边界外的情况，不仅会导致植保效果不理想，甚至会造成农作物产量降低，总结其原因，主要为农田作业环境下无人机的自主运行能力较差。

无人机在作业过程中会遭遇很多偶然因素，如风向的突变和风力的突变等，均有可能使喷施物发生漂移或者无人机航迹点偏离，继而造成喷施作业面不均匀，作业效果下降，甚至作物减产等情况。

发明内容

本发明提供一种基于无线传感器网络的植保无人机喷施作业方法，用以解决当前农田作业环境下无人机的自主运行能力较差的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于无线传感器网络的植保无人机喷施作业方法，包括以下步骤：

S1：规划无人机在作业区域内的航迹线和无人机飞行高度，其中，航迹线包括一起点和一终点；

S2：根据作业区域内的植保要求设定一浓度阈值和一航迹角偏移值；

S3：根据规划的航迹线在作业区域内布设无线传感器网络，无线传感器网络由多个无线传感器节点组成，并在多个无线传感器节点中分别存储其地理位置信息；

S4：无人机从航迹线的起点沿航迹线开始起飞；

S5：无人机每隔设定时间向地面的多个无线传感器节点发出一次喷施浓度查询请求；

S6：接收到喷施浓度查询请求的多个无线传感器节点向无人机反馈检测到的喷施物浓度和地理位置信息；

S7：无人机接收多个无线传感器节点反馈的喷施物浓度和地理位置信息；

S8：根据多个地理位置信息和无人机当前地理位置信息，无人机计算得出位于无人机左侧最近距离处的无线传感器节点和位于无人机右侧最近距离处的无线传感器节点；

S9：无人机计算位于无人机左侧最近距离处的无线传感器节点对应的喷施物浓度与位于无人机右侧最近距离处的无线传感器节点对应的喷施物浓度的差值；

S10：将差值与浓度阈值相比较以计算调整方向后的航迹角，如果差值的绝对值大于浓度阈值则进行步骤S11，否则返回步骤S5；

S11：如果差值为正值，则调整方向后的航迹角为在当前航迹角的基础上累加航迹角偏移值，如果差值为负值，则调整方向后的航迹角为在当前航迹角的基础上减去航迹角偏移值；

S12：无人机保存当前航迹角并计算一运行时间，运行时间为无人机从本次改变航迹角一直飞行直至返回原航迹线的时间；

S13：无人机按照调整方向后的航迹角继续飞行；

S14：经过运行时间后，无人机根据保存的当前航迹角返回至原航迹线；

S15：重复步骤S5直至无人机到达航迹线的终点。

可选的，多个无线传感器节点沿航迹线两侧对称设置。

可选的，无人机飞行高度根据无人机高度与喷施覆盖面的关系和无人机与无线传感器节点之间的通信时间设定。

可选的，航迹角偏移值的范围为10°～45°。

可选的，运行时间根据多个无线传感器节点反馈的喷施物浓度和地理位置信息，以及无人机的当前速度计算得出。

可选的，无线传感器节点的高度与作业区域内作物的高度相匹配。

可选的，航迹线为根据作业区域的形状、作业区域内的障碍物位置和高度进行规划。

可选的，无人机飞行高度为以下任意一种：3米、5米、10米、15米和20米。

本发明提高了农田作业环境下无人机的自主运行能力，解决了无人机作业时由于风向等因素造成的喷施不均问题，保证了无人机的作业效果和作物产量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的基于无线传感器网络的植保无人机喷施作业方法流程图；

图2为本发明一实施例的基于无线传感器网络的植保无人机喷施作业方法应用场景示意图；

图3为作业区域内无障碍物时分界点示意图；