[发明专利]一种基于无人机的植保喷施作业的方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于无人机的植保喷施作业的方法及系统，其方法包括：基于机载农情信息监测平台获取所针对植保区域的遥感测绘数据；基于所获取的遥感测绘数据计算出所述植保区域下的植保无人机作业航迹轨道；基于反步法的轨迹跟踪控制器控制无人机执行携带喷施作业装置在所设计植保无人机作业航迹轨道下完成植保任务。针对得到的农情地理信息数据，作为后续喷施航线轨迹设计的基础，设计环绕喷施的航线轨迹，并根据植株地形顺序的拓扑关系设计植保作业喷施路线。

技术领域

本发明涉及到无人机技术领域，具体涉及到一种基于无人机的植保喷施作业的方法及系统。

背景技术

植保作业根据作物植株的分布规律、施药要求，设计相应的飞行作业轨迹，保证无人机喷施作业的有效喷福宽度，实现农业精准航空作业。通过有效的飞行参数调节，确保农业植保无人机选择较优的飞行作业路径，降低航空喷施作业的重喷率和漏喷率，提高植保无人机航空喷施作业质量。

目前植保作业通过手持GPS测量农田地理信息：由地面作业人员手持GPS测量工具围绕作业区域行走丈量建立较高精度的农田地理信息地图。

基于地理信息地图的作业轨迹规划：根据测得的地理数据设计规划无人机航线，上传航线至无人机飞行控制系统，由飞控完成无人机沿航线自主飞行作业。

现有航线设计技术集中在两部分，1)采集作业区域的地理信息地图，作为作业航迹规划设计的前提；2)根据作业区域地理信息及相关喷施作业技术要求，设置飞行航线。

其不足之处在于：1)通过作业人员手持GPS测量装置对作业区域行走丈量建立作业区域精准地图的方式对人工劳动强度要求大，作业效率受影响严重；2)现阶段自主作业主要集中在大田平原地形上，所采用的飞行轨迹一般以弓字型路线，往复飞行覆盖工作区域，这种航线设计相对简单，易于实现，所针对的植株也是长势基本一致的小麦、稻田等作物。但是针对丘陵山地坡度不平、作物种植田块小、分散性大、不规则且果树植株长势不一的情况时，难以满足应用要求。

发明内容

为了解决现有的问题，本发明提供了一种基于无人机的植保喷施作业的方法，针对得到的农情地理信息数据，作为后续喷施航线轨迹设计的基础，设计环绕喷施的航线轨迹，并根据植株地形顺序的拓扑关系设计植保作业喷施路线。

相应的，本发明提供了一种基于无人机的植保喷施作业的方法，所述方法包括以下步骤：

基于机载农情信息监测平台获取所针对植保区域的遥感测绘数据；

基于所获取的遥感测绘数据计算出所述植保区域下的植保无人机作业航迹轨道；

基于反步法的轨迹跟踪控制器控制无人机执行携带喷施作业装置在所述植保无人机作业航迹轨道下完成植保任务。

所述基于机载农情信息监测平台获取所针对植保区域的遥感测绘数据包括：

基于无人机所搭载的遥感测量单元采集遥感测绘数据，所述遥感测绘数据包括：正射影像，将每次采集的正射影像、采集点GPS位置信息、采集时刻的姿态信息；

将所述遥感测绘数据基于ORB特征提取算法实现图像拼接过程，得到所述植保区域下的高精度地理信息地图；

基于YOLO V3算法对高精度地理信息地图上的作业关键信息进行标注并提取参数。

所述遥感测量单元集合可见光相机、红外相机、多光谱模块。

所述将所述遥感测绘数据基于ORB特征提取算法实现图像拼接过程，得到所述植保区域下的高精度地理信息地图包括：

将原图像和待拼接图像加载读取并进行灰度图转换预处理；

提取ORB特征点，所述特征点描述利用图像重心计算；