[发明专利]一种基于多旋翼无人机平台的作物生长监测方法及装置

摘要

一种基于多旋翼无人机平台的作物生长监测装置，包括多旋翼无人机、载荷和地面接收器；所述载荷部件，包括依次相连接的多光谱作物生长传感器模块、信号放大模块、控制器模块、无线数据发送模块，以及用于供电的电源模块A和电源控制模块A；还包括云台。本发明的一种基于多旋翼无人机平台的作物生长监测装置，克服了无人机下洗流场对测量的影响。本发明的一种基于多旋翼无人机平台的作物生长监测装置，能够将测量数据实时传输至地面接收器在线分析处理，实现了作物生长信息连续、实时、便捷、大范围地获取。

主权项

1.一种基于多旋翼无人机平台的作物生长监测方法，其特征是包括如下步骤：步骤1、将多光谱作物生长传感器固定于云台支架上；步骤2、操作飞控，使无人机悬停作物冠层h高度处，多光谱作物生长传感器实时采集作物冠层反射光谱；步骤3、操作地面接收器“开启”按键，地面接收器初始化，通信LED模块启动与载荷的无线连接，红光LED以1KHz频率闪烁，连接成功后，红光LED点亮；步骤4、操作地面接收器“测量”按键，蓝光LED闪烁以1KHz频率闪烁，数据通过无线接收模块进入数据处理模块中，液晶屏实时显示冠层NDVI值、RVI值，再次操作“测量”按键，液晶屏锁定NDVI值和RVI值；步骤5、操作地面接收器“监测”按键，调用作物生长监测模型，液晶屏显示叶层氮含量、叶层氮积累量、叶面积指数和叶干重指标；步骤6、操作地面接收器“诊断”按键，调用作物生长诊断模型，液晶屏显示氮肥匮缺程度及调控量；所述步骤1的将多光谱作物生长传感器固定于云台支架上，其位置按照如下方法确定：1）无人机旋翼及机身曲面三维造型：对于不同类型多旋翼无人机，借助三维扫描对旋翼及机身实体进行数字化，得出旋翼及机身曲面空间坐标数据，然后分别对旋翼及机身进行逆向造型，最后按照实体图组装旋翼和机身；2）无人机实体网格划分及数据求解：根据无人机工作状态及下洗气流流动状态，建立流体运动控制方程组，并确定初始条件与边界条件；划分静止与转动区域，确定结点，进行区域离散化；对离散区域进行网格的划分；3）流场数值计算及分析：对无人机悬停时产生的流场进行数值计算，获取旋翼诱导速度场的基本形态和不同高度面的速度场和压力场分布；4）多光谱作物生长传感器固定位置确定：测量无人机距离作物冠层悬停高度h，依据气流速度场在冠层表面的分布范围，云台支架长度确定为大于冠层表面气流速度场直径长度，将多光谱作物生长传感器安装于支架一端，支架另一端安装与传感器同重量配重，多光谱传感器测量冠层目标物在气流速度场以外。