[发明专利]一种植保无人机自主飞行路径优化装置及其优化方法

权利要求书

1.一种植保无人机自主飞行路径优化装置，其特征在于：

设置在植保无人机上用于采集植保无人机的水平坐标和高度坐标，并与GPS卫星系统通信的机载GPS天线（1）；

设置在植保无人机上用于控制植保无人机的飞行和播撒作业的飞行控制系统（2）；

设置在植保无人机上用于探测植保无人机相对于地面的高度的机载相对高度探测器（3）；

设置在植保无人机上用于对作业农田进行航拍取样的机载摄像头（8）；

设置在植保无人机上用于将所述机载GPS天线（1）、机载相对高度探测器（3）和机载摄像头（8）获得的数据回传到地面站子系统，同时接收地面站子系统数据的机载数据回传和接收系统（4）；

位于地面站用来处理并存储农田地块的坐标、植被类型、植被相对地面高度、障碍物信息的地面站地理信息和图像处理系统（5）；

位于地面站用于对接收到的机载数据回传和接收系统（4）发来的数据，并结合地面站地理信息和图像处理系统（5）中存储的信息，规划植保无人机飞行路线的地面站飞行任务规划系统（6）；

位于地面站用于接收机载数据回传和接收系统（4）的数据，并将地面站飞行任务规划系统（6）的数据回传的地面站指令接收和发送系统（7）。

2.根据权利要求1所述的植保无人机自主飞行路径优化装置，其特征在于上述设置在植保无人机上的机载相对高度探测器（3）采用声纳和光流探测。

3.一种植保无人机自主飞行路径优化方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：用装有摄像头的植保机对工作区域进行航拍，对航拍图像进行自动识别，并找出“雷区点”；

第二步：地面站根据分析后的地形特点以避开“雷区点”为原则生成相应的飞行路径；

第三步：植保机按照地面站设定的飞行高度和喷雾航线飞行；

第四步：航线导航控制随时调整飞行过程中的航线误差，使实际航迹符合预定航路。

4.根据权利要求3所述的植保无人机自主飞行路径优化方法，其特征在于上述第一步中对航拍图像进行自动识别，并找出“雷区点”，包括如下步骤：

1）输入原始图像；

2）对输入的原始图像进行灰度化处理；

3）对灰度化处理的图像进行图像增强；

4）对增强的图像进行滤波处理；

5）对滤波处理的图像进行二值化处理；

6）生成图像表盘定位，并将飞行过程中遇到的障碍物位置标注为“雷区点”。

5.根据权利要求4所述的植保无人机自主飞行路径优化方法，其特征在于将上述标注的“雷区点”对应转化到地面站的经纬度，地面站根据分析后的地形特点并以避开雷区点为原则生成相应的飞行轨迹。

6.根据权利要求3所述的植保无人机自主飞行路径优化方法，其特征在于上述第四步中航线导航控制随时调整飞行过程中的航线误差，使实际航迹符合预定航路，包括如下步骤：

a）植保机通过无线信息输入接口接收地面站设定的飞行高度和规划的喷雾航路数据,存储在飞控处理单元中；

b）航路导航控制将规划的喷雾航路中的目标位置信息与GPS装置获得的实际位置信息进行比较,产生姿态控制指令和水平速度控制指令,使无人机随时调整飞行过程中出现的航路误差,使实际的航迹符合预定航路。