[发明专利]无人机智能药物供给喷洒方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机药物喷洒方法，特别是一种无人机智能药物供给喷洒方法和系统，属于模式识别和智能控制技术领域。

背景技术

随着计算机技术和信息采集与处理技术的发展，自走式农业机械自动导航、机器视觉与农业机器人研究得到重视，成为探索在农业机械装备中应用智能控制等高新技术研究的重要方向。农药喷洒机器人能够有效减少农民劳动量，大规模推广后必然会减少对农业从业人口的需求数量。但目前所使用的农药喷洒机器人智能化程度较低，对减少劳动量和减少农业从业人口的作用有限。

发明内容

针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种无人机智能药物供给喷洒方法，解决无人机进行药物喷洒时的定量问题，提高智能化水平。本发明的另一个任务在于提供一种无人机智能药物供给喷洒系统。

本发明的技术方案如下：一种无人机智能药物供给喷洒方法，包括由无人机携带的三维激光处理模块获取无人机下方的植物的密度信息；由无人机携带的视频图像处理模块获取无人机下方的植物的生长和虫害状况；由所述植物的密度信息确定第一系数α，0≤α≤1，由所述植物的生长和虫害状况确定第二系数β，0≤β≤1；无人机的药物喷洒系统喷洒药物量由第一系数α和第二系数β确定。

进一步的，无人机的药物喷洒系统喷洒药物量由第一系数α和第二系数β确定是由公式V＝αV₁+βV₂确定，其中V₁为植物密度最高时喷洒药物量，V₂为植物生长和虫害状况最差时喷洒药物量，V为无人机的药物喷洒系统喷洒药物量。

进一步的，所述三维激光处理模块获取无人机下方的植物的密度信息，包括步骤：扫描获取无人机下方的场景点云数据，根据无人机所在高度测算地面数据，将地面数据从场景点云数据中去除；对去除地面数据的场景点云数据进行高斯滤波；根据场景点云数据的成像区域向地面投影，成像区域单位面积中的点云数量即为植物的密度信息。

进一步的，所述视频图像处理模块获取无人机下方的植物的生长和虫害状况，包括步骤：分别计算拍摄获取无人机下方的植物彩色图像的颜色直方图和预先存储的植物生长的标准图像的颜色直方图，采用Bhattacharyya距离度量两个直方图之间的相似性确定植物的生长和虫害状况。

一种无人机智能药物供给喷洒系统，包括无人机机体和设置于所述无人机机体的无人机控制模块、GPS导航模块、药物喷洒控制模块、三维激光处理模块、视频图像处理模块、通信模块，所述无人机控制模块控制无人机的飞行姿态，所述GPS导航模块确定无人机的位置信息；所述三维激光处理模块获取无人机下方的植物的密度信息，并反馈给药物喷洒控制模块；所述视频图像处理模块获取无人机下方的植物的生长和虫害状况，并反馈给药物喷洒控制模块；所述药物喷洒控制模块根据植物的密度信息以及植物的生长和虫害状况，控制喷洒头的喷洒药物量，监测无人机所携带的药物剩余量，确定无人机的返航时间；所述通信模块将无人机的飞行姿态、位置信息、无人机所携带的药物剩余量、植物的密度信息以及植物的生长和虫害状况反馈给地面监控站。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明利用三维激光扫描植物获得植物密度信息以及利用视频图像处理模块获取植物图片判断生长和虫害状况以确定喷洒药物量，避免了无人机药物喷洒只能凭远程操控人员经验或以固定药物量方式喷洒而造成的施药不足或过量问题，更有利于植物生长。

附图说明

图1为无人机智能药物供给喷洒系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请结合图1所示，无人机智能药物供给喷洒系统，包括无人机机体和设置于无人机机体的无人机控制模块1、GPS导航模块2、药物喷洒控制模块3、三维激光处理模块4、视频图像处理模块5、通信模块6。

无人机控制模块1控制无人机的飞行姿态，GPS导航模块2确定无人机的位置信息；三维激光处理模块4获取无人机下方的植物的密度信息，并反馈给药物喷洒控制模块3；视频图像处理模块5获取无人机下方的植物的生长和虫害状况，并反馈给药物喷洒控制模块3；药物喷洒控制模块3根据植物的密度信息以及植物的生长和虫害状况，控制喷洒头的喷洒药物量，监测无人机所携带的药物剩余量，确定无人机的返航时间；通信模块6将无人机的飞行姿态，位置信息，无人机所携带的药物剩余量，无人机下方植物的密度信息以及植物的生长和虫害状况反馈给地面监控站。