[发明专利]一种用于施药导引的无人机机载系统及施药导引系统

权利要求书

1.一种用于施药导引的无人机机载系统，其特征在于，包括：主控系统、激光定点测距传感器和视觉传感器；

所述视觉传感器用于在检测到地面信标时，启动所述激光定点测距传感器基于旋转定位频率方式，测量无人机与地面信标间距离；

所述主控系统用于根据所述无人机与地面信标间距离，确定并实时更新无人机的坐标位置，并基于所述坐标位置控制无人机按照设定路径进行施药作业。

2.根据权利要求1所述的无人机机载系统，其特征在于，还包括：三维加速度传感器和超声波测高传感器；

所述三维加速度传感器用于测量无人机的飞行加速度；

所述超声波测高传感器用于发射测高超声波信号并接收作物冠层返回的回波信号；

相应的，所述主控系统还用于，基于所述测高超声波信号和所述回波信号，计算无人机与作物冠层的相对距离，并获取无人机相对高度数据，还用于基于无人机的飞行速度、所述飞行加速度和所述无人机相对高度数据，控制无人机按照设定空间路径进行施药作业。

3.根据权利要求1所述的无人机机载系统，其特征在于，所述视觉传感器具体用于捕获地面信标顶部不同颜色的强光指示，对所述强光指示进行识别，并确定对应地面信标的位置坐标；

所述激光定点测距传感器具体用于利用旋转伺服驱动系统对准所述地面信标，实现所述无人机与地面信标间距离的测量。

4.根据权利要求2所述的无人机机载系统，其特征在于，所述主控系统具体用于，基于不同作物及该作物的不同生长期，设置不同的回波信号提取关系方程，并利用所述回波信号提取关系方程，计算无人机与作物冠层的相对距离。

5.根据权利要求4所述的无人机机载系统，其特征在于，所述主控系统具体用于，利用所述回波信号提取关系方程，提取所述回波信号中的有效回波信号，并基于所述有效回波信号和所述测高超声波信号，计算无人机与作物冠层的相对距离。

6.根据权利要求2所述的无人机机载系统，其特征在于，所述三维加速度传感器具体用于，在所述激光定点测距传感器定位间隙，根据所述飞行加速度确定无人机偏移后的空间坐标。

7.一种无人机施药导引系统，其特征在于，包括：地面控制站、多个根据地形设置的地面信标以及如权利要求1-6中任一所述的无人机机载系统；

所述地面控制站用于对无人机设定路径的规划及路径坐标序列的生成，并指令所述无人机机载系统进行作业轨迹调整和作业区域调度。

8.根据权利要求7所述的无人机施药导引系统，其特征在于，所述地面信标的顶部设置不同颜色，且表面涂有强反光系数的反光涂料，所述地面信标到无人机的距离在所述激光定点测距传感器量程的1/3～2/3范围。

9.根据权利要求8所述的无人机施药导引系统，其特征在于，所述地面信标顶部设置的不同颜色作为无人机的避障提示信标点，以使所述无人机机载系统支持基于地面信标分布的避障模式。

10.根据权利要求7所述的无人机施药导引系统，其特征在于，所述地面控制站具体用于在该地面控制站的计算机作业规划系统中放置两个地面信标，并以该两个地面信标为参考点输入作业区域边界，进而基于所述作业区域边界生成无人机飞行路径；

或者，用于在实际作业边界的顶点处放置地面信标，以利用所述无人机机载系统扫描该地面信标，并以该地面信标为作业区域边界定点生成闭合区域，进而以所述闭合区域作为目标作业区域。