[发明专利]基于地理信息的低空作业无人机系统及其航迹规划方法

说明书

本发明提供了一种基于地理信息的低空作业无人机系统，包括用于获取目标作业区域的低空影像第一无人机，配置有图像接收发布模块、图像拼接重建模块、地理信息特征提取模块及二维或者三维航迹规划模块的后台服务器，用于控制第二无人机飞行的无人机任务终端，以及用于根据所述航迹规划结果执行低空作业的第二无人机；本发明还提供了上述低空作业无人机系统的航迹规划方法。本发明的低空作业无人机系统及其航迹规划方法，能够便捷获取不同的目标作业区域的地理信息，并进行相应低空作业无人机的作业任务航迹规划，操作方便，适用范围广，具有良好的实用推广价值。

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种基于地理信息的低空作业无人机系统及其航迹规划方法。

背景技术

传统的航空植保作业一般采用有人驾驶的通用航空器进行植保作业。通用航空器体积大、速度快、作业面积大，但维护作业成本非常高，只能在局部超大面积植保作业上使用。随着无人机技术的发展，小型无人机用于农业植保领域越来越普遍，其相比于传统的人工或者其他机械作业有很多优势，比如效率高、成本低、喷洒效果好。同时，小型无人机也广泛应用于电力线路巡检等领域。

在现有技术中，植保或电力线路巡检无人机通常是由操作员操控单台无人机进行作业。这种方式依赖于作业员的目视观察来控制作业路径；当作业区域较大时，作业误差较大，作业质量大幅降低。

另外，还有一些作业无人机具有自主飞行功能，可根据预先设定的航迹进行飞行。但此种方式通常存在如下问题：

1）用于航迹规划的地图资料通常从第三方获取，往往存在精度不满足要求，或者障碍物标注不清楚等缺陷，这对于相对飞行高度通常为5-10m的作业无人机很难满足其航迹规划需求；同时，获取第三方地图费时费力，有些情况下没有合适的地图资料供使用；

2）航迹规划质量不高，容易出现重复作业或遗漏作业区域，严重时作业无人机还可能撞上障碍物造成毁损。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种基于地理信息的低空作业无人机系统及其航迹规划方法，以解决上述的至少一个方面的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的第一个方面提供了一种基于地理信息的低空作业无人机系统，包括：

第一无人机，用于获取目标作业区域的低空影像；

后台服务器，包括数据处理存储模块，以及连接数据处理模块的图像接收发布模块、图像拼接重建模块、地理信息特征提取模块及航迹规划模块，其中，所述图像接收发布模块被配制成用于接收所述第一无人机获取的低空影像，并于图像重建完成后在服务器上发布，所述图像拼接重建模块被配置成用于对接收到的图像进行拼接重建，生成高精度地理信息数据，所述地理信息特征提取模块被配置成用于通过所述高精度地理信息数据提取作业区域地理信息地形地貌特征，所述航迹规划模块被配置成用于根据提取到的作业区域地理信息地形地貌特征进行第二无人机的航迹规划；

无人机任务终端，与所述后台服务器通信，用于根据所述航迹规划结果，控制第二无人机的飞行航迹；

以及，第二无人机，所述第二无人机为低空作业无人机，用于执行低空作业。

进一步的，所述第一无人机包括无人机机体，设于机体上的第一无线数据传输模块，以及连接该第一无线数据传输模块的RTK高精度定位模块和高分辨率相机，其中，所述第一无线数据传输模块用于与后台服务器进行数据交互；

所述第二无人机包括无人机机体，设于机体上的第二无线数据传输模块，以及连接所述第二无线数据传输模块的飞行控制模块和作业模块，其中，所述第二无线数据传输模块用于与所述无人机任务终端进行数据交互。

进一步的，所述图像拼接重建模块包括：