[发明专利]一种植保无人机农药精准喷施系统及喷施方法

说明书

本发明公开了一种植保无人机农药精准喷施系统及喷施方法，该植保无人机上设有子机机器视觉摄像装置、图像识别控制器，图像识别控制器根据该区域虫害严重等级分类的先验标定图片进行分类，然后根据实时采集的图片分类信息重新调整喷施装置的喷施量，从而实现农药的精准喷施。大田作物的病虫害图形特征明显，在植保无人机农药精准喷施前，可采用无人机对喷施区域进行病虫害采样，并人工标定成为先验知识，无人机可以根据规划的喷施路线进行分类作业。本方案喷施控制方法的喷施量根据飞机飞行的高度、飞行的速度自动调整农药的喷施量，采用图像识别的分级喷施策略可以大幅度降低农药的喷施量。

技术领域

本发明涉及一种植保无人机及其应用，特别是一种植保无人机农药精准喷施系统及喷施方法。

背景技术

植保无人机喷施农药时多采用均匀喷施进行作业，药液喷施控制以开环控制为主，即按照规划好的路线进行连续不间断地均匀喷施，喷施方法单一，这种喷施方法依赖人工操作经验，并且无法按大田作物实际虫害状况进行喷施，如需要喷施效果较好，多采用过量喷施，极易造成药液浪费和环境污染。

发明内容

发明目的：本发明一种植保无人机农药精准喷施系统及喷施方法，该喷施系统能能够形成闭环控制，根据实际病虫害情况进行喷施，并且可同时进行人工操作；该喷施方法根据病虫害的发展程度进行精确药量分级喷施，从而实现精准喷施。

技术方案：本发明公开了一种植保无人机农药精准喷施系统，包括植保无人机、图像采集无人机和地面控制主站：

具体的，图像采集无人机用于采集图像信息并将图像信息实时传递到地面控制主站，地面控制主站利用图像采集无人机采集的图像信息建立或检验植保无人机喷施前的病虫害程度匹对样本库；

具体的，地面控制主站用于将病虫害程度匹对样本库下载至植保无人机子机上，所述植保无人机子机通过将视觉摄像装置采集的辨识图像与病虫害程度匹对样本库进行对比进行病害程度识别，并将采集的辨识图像传输至地面控制主站；地面控制主站将飞行基础数据写入主机控制器；

具体的，植保无人机上包括主机和子机；主机包括主机控制器、泵；泵具体为带有PID控制的总线式流量型蠕动泵，便于进行精确喷施；所述主机控制器用于植保无人机飞控和泵喷施控制；所述子机包括子机控制器、视觉摄像装置；所述子机控制器控制视觉摄像装置进行辨识图像采集，并进行病害程度识别；所述主机控制器与子机控制器连接，并将飞行基础数据写入子机控制器；所述子机控制器将病害辨识结果传输至主机控制器，主机控制器根据病害辨识结果进行泵喷施控制。

具体的，植保无人机子机通过伸缩杆与植保无人机主机连接。

具体的，伸缩杆上安装有一个总线式倾角传感器，所述总线式倾角传感器用于检测所述子机和主机之间的倾角。

具体的，图像采集无人机、主机控制器、子机控制器与地面控制主站采用WIFI通讯。

具体的，子机控制器作为主机控制器的一个MODBUS RTU从站，采用MODBUS RTU协议传递病虫害识别程度数据。

具体的，植保无人机上配置有标准总线接口的测速和测高装置。

本发明还公开了一种植保无人机农药精准喷施系统的喷施方法，包括如下步骤：

步骤1)采用图像采集无人机对喷施区域进行病虫害图像采集，采集后的图像传递至地面控制主站；地面控制主站根据病虫害程度对采集图像进行分类标定，并建立病虫害程度匹对样本库；

步骤2)地面控制主站将病虫害程度匹对样本库下载至子机控制器上；地面控制主站将飞行基础数据下载至植保无人机主机控制器；主机控制器初始化后将飞行基础数据写入子机控制器；通过地面控制主站可以根据实际飞行状况在飞行过程中重新设定植保无人机的飞行路径和飞行高度以及飞行速度，并下载至主机控制器。