[发明专利]基于处方图的无人机智能喷施系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于处方图的无人机智能喷施系统及方法，系统包括无人机飞行决策系统、无人机精准作业系统、作业处方系统和无人机工勘系统；所述无人机飞行决策系统通过ZigBee无线传感网与所述无人机精准作业系统通信，所述无人机精准作业系统通过4G网络与所述作业处方系统通信，所述作业处方系统通过4G网络与无人机工勘系统通信；所述无人机工勘系统通过ZigBee无线传感网与无人机飞行决策系统通信；本发明采用了低空遥感判别土壤肥力、人工智能决策、以作业处方图的方式驱动植保无人机精准作业的技术方案，解决了传统作业方式用肥不合理、人工效率低下、喷洒不均匀、施肥效果不理想的技术问题，从而达到精细化作业的效果。

技术领域

本发明属于低空遥感图像技术领域，涉及一种基于处方图的无人机智能喷施系统及方法。

背景技术

低空遥感技术能够精细化定量分析田块的肥力，以及对农作物的研究，能够让精准作业有据可依；人工智能的能力，让智能决策成为可能。目前的无人机植保作业，可分成人工飞控以及自主飞控两类；

(1)在人工飞控的情况下，人为因素导致无人机飞行姿态不稳定，人工成本高，技术门槛高，容易坠机，不利于无人机植保作业的推广；

(2)在自主飞控的情况下，能够解决人工成本以及技术门槛高问题，但是不能解决农田风场因素干扰的问题；

无论是在人工飞控还是自主飞控的情况下，作业过程中高度固定，速度固定，飞行路线固定，导致施肥量分布不可控，不能根据田块肥力和实时环境情况进行精准作业。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于处方图的无人机智能喷施系统及方法，实现基于低空遥感图像的人工智能决策无人机精准作业，让无人机作业更高效、精准以及减少肥料使用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种基于处方图的无人机智能喷施系统，包括无人机飞行决策系统、无人机精准作业系统、作业处方系统和无人机工勘系统；所述无人机飞行决策系统通过ZigBee无线传感网与所述无人机精准作业系统通信，所述无人机精准作业系统通过4G网络与所述作业处方系统通信，所述作业处方系统通过4G网络与无人机工勘系统通信；所述无人机工勘系统通过ZigBee无线传感网与无人机飞行决策系统通信；

所述无人机飞行决策系统，用于采集环境信息，为无人机精准作业系统以及无人机工勘系统是否作业或工勘做决策；

所述无人机工勘系统，用于无人机工勘作业，拍摄农田原生图像、低空遥感图像以及记录图像的经纬度信息，并将农田图像以及经纬度信息发送至作业处方系统；

所述作业处方系统，用于接收来自无人机工勘系统的农田可见光图像、低空遥感图像以及经纬度信息之后，利用云端人工智能算法模型训练系统训练好的算法模型，将序列化的可见光图像、低空遥感图像整合并配准成没有畸变且包含位置信息的图像，并根据光谱与土壤的化学元素含量之间的关系，以及作物品种、生长季与所需肥力的关系，自动计算并生成作业处方图，最后返回此作业处方图至无人机精准作业系统；

所述无人机精准作业系统，用于为作业处方系统提供施肥建议，智能调度无人机、实时调整飞行姿态进行精准化作业。

作为优选的技术方案，所述无人机飞行决策系统搭载了飞行决策ZigBee子模块、风力风向传感器以及温湿度传感器；

所述飞行决策ZigBee子模块，用于组建Mesh拓扑的ZigBee无线传感网，实现大范围的无线通信网络，与无人机精准作业系统以及无人机工勘系统进行通信；

所述风力风向传感器，用于采集环境的风力风向参数；

所述温湿度传感器，用于采集环境的温湿度参数。