[发明专利]一种农业无人机作业方法

权利要求书

1.一种农业无人机作业方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：编队集群管理

通过地面设备及场地，对农业无人机编队集群进行日常维护及管理；

步骤S2：编队集群遥控飞行

通过地面遥控器向各个无人机发送控制指令，使无人机按照接收到的控制指令飞行；

步骤S3：编队集群控制

通过地面控制设备和无人机机载设备进行无人机编队集群控制，获取无人机编队集群的当前位置和各个无人机的姿态；

步骤S4：自主控制

通过机载控制装置和地面控制设备对各个无人机进行自主控制，控制单个无人机的姿态、位置和速度；

步骤S5：编队自主作业

各个无人机获取上一次作业时的停止位置信息，以及上一次作业时的飞行航线，飞行航线具有作业起点和作业终点；将上次作业的停止位置信息调整为下次作业的作业起点，并重新设定作业终点，并将该作业起点和作业终点设定为新的航线；

步骤S6：故障返航

在作业过程中，当地面站与单个无人机间的通信出现故障或单个无人机出现机械故障时，出现故障的无人机按照原路径返回至起点或指定地点；

步骤S7：故障作业区域递补

地面站将故障无人机停止位置信息设定为新的作业起点，并将编队内的与该故障无人机相邻的作业无人机递补至该作业起点，编队内的其他无人机依次递补至其相邻的作业区域；

步骤S8：编队集群返航

在无人机编队集群完成作业后，按照预先设定好的路线返回至起点或指定地点。

2.根据权利要求1所述的一种农业无人机作业方法，其特征在于：所述步骤S3中，通过地面控制设备和无人机机载设备进行无人机编队集群控制包括如下步骤：

步骤S31：通过无人机机载设备接收计算无人机相互距离及相对速度；

步骤S32：计算无人机的当前位置和姿态；

步骤S33：通过地面控制设备接收无人机相互距离及相对速度，获取无人机的当前位置和姿态；

步骤S34：根据无人机相互距离及相对速度，判断无人机编队集群是否运行正常及安全；

步骤S35：根据所述无人机的当前位置和姿态，判断该无人机是否即将进入飞行区域或禁飞区域；

步骤S36：当无人机即将进入限飞区域或禁飞区域时，根据该区域对应的飞行控制策略，控制无人机飞行。

3.根据权利要求2所述的一种农业无人机作业方法，其特征在于：所述无人机机载设备包括机载相机，所述机载相机的工作方法包括：

步骤1：根据地面控制设备设定的飞控参数生成机载相机控制指令；

步骤2：所述机载相机判断飞控参数是否满足预设触发条件；

步骤3：若是，则按照相机控制指令控制无人机上的至少两个机载相机进行拍摄。

4.根据权利要求3所述的一种农业无人机作业方法，其特征在于：所述飞控参数至少包括无人机的经纬度、飞行高度、飞行速度、飞行距离以及飞行时间。

5.根据权利要求1所述的一种农业无人机作业方法，其特征在于：所述步骤S4中，机载控制装置和地面控制设备内均采用自适应鲁棒控制算法、mahony算法和模糊PID控制算法。

6.根据权利要求5所述的一种农业无人机作业方法，其特征在于：所述mahony算法是根据加速度计和地磁计的数据，转换到地理坐标系后，与对应参考的重力向量和地磁向量进行求误差，这个误差用来校正陀螺仪的输出，然后用陀螺仪数据进行四元数更新，再转换到欧拉角。

7.根据权利要求1所述的一种农业无人机作业方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述机载控制装置包括处理器模块(1)、编队集群遥控飞行模块(2)、编队集群控制模块(3)、自主控制模块(4)、故障返航模块(5)、编队集群返航模块(6)、编队集群管理模块(10)、电源模块(11)和挂载模块(12)。