[发明专利]一种植保无人机喷药防漂移智能控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种植保无人机喷药防漂移智能控制系统，其特征在于：包括植保无人机、无人机遥控器和传感器，在所述的植保无人机上设置施药喷头；所述的传感器采集实时监测的风速Rs、空气湿度M后传输给无人机遥控器，无人机实时监测与禁止药液漂移边界线间的距离D并传输给无人机遥控器，设定风速阈值参数值，实时计算暂停喷药风速阈值Vs和启动喷药风速阈值Vr得到计算结果，并将该结果转换为控制信号，进而将控制信号传输给植保无人机，控制施药喷头启动或暂停。

2.根据权利要求1所述的一种植保无人机喷药防漂移智能控制系统，其特征在于：所述的风速阈值参数值包括田间靶标有害生物发生严重程度等级P、作物对拟用农药的耐受性等级C、无人机飞行速度S、喷药作业高度H、必须完成喷药作业紧迫性等级U。

3.采用权利要求1-2中任意一项所述的一种植保无人机喷药防漂移智能控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、完成施药作物田测绘工作，设定禁止药液漂移边界线，规划作业飞行路径；

S2、将传感器放置在空旷处且距离喷药作业田块5m以上，避免无人机飞行作业对传感器测定值的影响；

S3、根据说明安装、调试无人机，确保植保无人机与无人机遥控器，无人机遥控器与传感器之间的通讯连接流畅，设置常规的无人机作业参数；

S4、按照喷药作业说明书配置农药药液等，做好无人机喷药作业准备工作；

S5、启动实时暂停喷药风速阈值Vs计算程序，输入风速阈值参数值，调用实时监测的风速Rs、空气湿度M、无人机与禁止药液漂移边界线间的距离D数据；

S6、当实时监测的风速Rs启动喷药风速阈值Vr，启动植保无人机喷药作业；

S7、当实时监测的风速Rs暂停喷药风速阈值Vs，植保无人机自动关闭施药喷头并进行制动，同时准确定位喷头关闭地点；

S8、植保无人机飞回喷头关闭点悬停，直至再次启动喷药作业或因常规因素返航；

S9、当实时监测的风速Rs启动喷药风速阈值Vr，进入S6流程，再次启动喷药作业。

4.根据权利要求3所述的一种植保无人机喷药防漂移智能控制系统的控制方法，其特征在于，所述的暂停喷药风速阈值Vs的计算方法如下式，单位m/s：

Vs＝4+Mv+Pv+Cv+Sv+Hv+Uv+Dv；

其中，综合风速阈值加权值计算如下：

Mv＝(M/60％-1)×Wm；

Pv＝(1-P/2)×Wp；

Cv＝(C/2–1)×Wc；

Sv＝(5/S–1)×Ws；

Hv＝(1-H/2)×Wh；

Uv＝(U/3–1)×Wu；

当4D≦40时：Dv＝(1-40/D)×W_d；

当D40时：Dv＝0；

当D≦4时，无人机暂停喷药，按设定路径继续飞行，直至D4后按程序重启喷药作业；

其中，相对权重赋值如下：Wm＝0.14；Wp＝0.43；Wc＝0.29；Ws＝0.14；Wh＝0.29；Wu＝0.43；Wd＝0.29。

5.根据权利要求4所述的一种植保无人机喷药防漂移智能控制系统的控制方法，其特征在于，各参数相对权重赋值的计算方法是：各参数权重赋值与各参数权重赋值总和之间比值×2。

6.根据权利要求4所述的一种植保无人机喷药防漂移智能控制系统的控制方法，其特征在于，所述的启动喷药风速阈值Vr＝1/2Vs，单位m/s。

7.根据权利要求3所述的一种植保无人机喷药防漂移智能控制系统的控制方法，其特征在于，S5中，所述的空气湿度M，采用传感器实测空气湿度；所述的田间靶标有害生物发生严重程度等级P，按照如不加防治预期可导致当季作物种植效益损失百分比从低到高划分为5个等级，分别赋值1＝10％以内，2＝11％～20％，3＝21％～30％，4＝31％～40％，5＝40％以上；所述的作物对拟用农药的耐受性等级C，按照1＝作物可耐受的剂量不能超过推荐剂量；2＝作物可耐受的剂量不能超过推荐剂量2倍量；3＝作物可耐受的剂量不能超过推荐剂量3倍量；4＝作物可耐受的剂量不能超过推荐剂量4倍量；5＝作物可耐受的剂量超过推荐剂量4倍量，实行5个级别的赋值，在作物可耐受剂量范围内施药后，作物不表现出明显的药害症状或者轻度药害能在施药后两周内恢复；所述的无人机飞行速度S按设定的作业飞行速度，单位：m/s；所述的喷药作业高度H按设定的作业飞行高度，单位：m；所述的必须完成喷药作业紧迫性等级U，根据当天无人机施药需完成作业面积Xd占无人机正常作业一天所能完成最大作业面积Xm的百分比Xd/Xm×100％，将作业紧迫性分为5个等级，1＝30％以内；2＝30％～49％；3＝50％～69％；4＝70％～89％；5＝90％以上；所述的与禁止药液雾滴漂移界线间的距离D按实测距离，单位：m。