[发明专利]植保无人机集群系统及植保方法

权利要求书

1.一种植保无人机集群系统，其特征在于，包括：任务地面站、无人机地面站和由N架植保无人机组成的植保无人机集群；

所述植保无人机集群通过自组网模块组与所述任务地面站相连、通过数传模块组与所述无人机地面站相连，实现任务指令、协同指令和应急操作指令的实时传输。

2.如权利要求1所述的植保无人机集群系统，其特征在于，所述任务地面站通过所述自组网模块组向所述植保无人机集群上传任务航线的规划结果和任务过程中的重规划结果，以及接收所述植保无人机集群的传感器数据。

3.如权利要求2所述的植保无人机集群系统，其特征在于，所述任务地面站加载二维数字地图，用于植保任务规划和计算，确定植保无人机的出动架数、架次，以及每架植保无人机的飞行速度、飞行高度、喷幅宽度、喷雾流量、喷洒区域和飞行航线；任务地面站操作人员对喷洒任务的规划方案进行检查，根据农田和农作物实际情况，进一步修订所述植保无人机集群出动方案；在任务过程中，操作人员对任务执行情况进行实时监测，当出现重喷、漏喷、无药、断药问题时进行任务重新规划。

4.如权利要求1所述的植保无人机集群系统，其特征在于，所述无人机地面站通过所述数传模块组向所述植保无人机集群上传紧急情况下的应急指令，以及接收所述植保无人机集群的飞行参数和飞行状态。

5.如权利要求4所述的植保无人机集群系统，其特征在于，所述无人机地面站通过可视化界面监控所述植保无人机集群的实时飞行动态，便于无人机地面站操作人员做出应急处理，在植保无人机出现紧急情况时，操作人员通过无人机地面站将植保无人机切换至悬停模式、返航模式或手动模式，避免危险的发生。

6.如权利要求1-5中任一项所述的植保无人机集群系统，其特征在于，所述自组网模块组包括地面端自组网模块和安装在每架植保无人机上的机载端自组网模块，所述地面端自组网模块与所有机载端自组网模块通过Mesh组网相互通信，所有所述机载端自组网模块之间组网通信；

所述数传模块组包括地面端数传模块和安装在每架植保无人机上的机载端数传模块，所述地面端数传模块与机载端数传模块一一对应通信。

7.如权利要求6所述的植保无人机集群系统，其特征在于，所述植保无人机包括：飞行平台、动力装置、飞控系统、任务控制板、所述机载端自组网模块、所述机载端数传模块、传感器组和喷洒系统；

所述飞行平台为旋翼无人机平台，用于为所述植保无人机的其他组成部分提供平台；

所述动力装置包括电机、电调、螺旋桨和电池，用于为植保无人机的飞行提供动力；

所述飞控系统包括陀螺仪、加速度计、电子罗盘和计算单元，用于执行所述任务控制板发送的飞行控制指令，实现植保无人机飞行控制；

所述任务控制板，用于接收来自所述机载端自组网模块的任务指令和所述传感器组的传感器数据，对所述任务指令和传感器数据进行解算，得到所述飞行控制指令；以及发送PWM信号至所述喷洒系统，控制农药的喷雾流量；

所述机载端自组网模块，用于接收所述任务地面站上传的任务航线规划和重规划指令，以及所述植保无人机集群内协同任务指令的传输，所有指令均传输至所述任务控制板中进行解算；

所述机载端数传模块，用于接收所述无人机地面站发送的应急处置指令，并实时向所述无人机地面站传输植保无人机的飞行参数和飞行状态；

所述传感器组包括液位传感器和雷达定高模块，所述液位传感器实时测量药箱的剩余液位情况，通过所述自组网模块组转发到所述任务地面站和集群内其他植保无人机；所述雷达定高模块实时测量植保无人机与农田的相对高度，并由所述任务控制板进行解算实现仿地飞行；

所述喷洒系统包括药箱、水泵、喷头和电调，所述药箱用于装载任务所需的药液，所述水泵和喷头用于药液的雾化和喷洒，所述电调接收所述任务控制板发送的PWM信号，用于控制所述水泵的功率。