[发明专利]植保无人机阶段化飞行作业的打药方法

摘要

本发明公开了一种植保无人机阶段化飞行作业的打药方法，包括步骤一：连接无人机；步骤二：无人机解锁；步骤三：起步；步骤四：进入航线规划；步骤五：巡航作业；步骤六：返航；步骤七：降落；本发明提供阶段化飞行作业的打药方法，打药作业效果好，飞行可靠性高。

主权项

1.植保无人机阶段化飞行作业的打药方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：连接无人机；建立地面站与无人机通信关系；步骤二：无人机解锁；通过地面站给无人机发送解锁命令，使无人机进入解锁状态；步骤三：起步；地面站给无人机发送起飞命令，无人机收到命令后给地面站发送确认信号命令，根据设置好的高度并飞行到起飞点的上空，随后悬停等待指令；步骤四：进入航线规划；地面站给无人机发送进入“航线打药规划区域”命令，无人机收到命令后向地面站发送确认信号命令，飞行到“航线打药规划区域”的第一个航点位置，随后竖直升高/降低到“航线打药规划区域”中正常打药作业高度，随后悬停等待指令；步骤五：巡航作业；地面站给无人机发送开始作业的命令，无人机收到命令后地面站发送确认信号命令，并按照规划好的“航线打药规划区域”开始作业，直至到达最后一个航点后悬停等待指令；步骤六：返航；地面站给无人机发送返航的命令，无人机收到命令后给地面站发送确认命令，并返航到HOME点，等待悬停等待指令；步骤七：降落；地面站给无人机发送降落的命令，无人机收到命令后给地面站发送确认信号命令并降落；若“航线打药规划区域”内出现飞行打药过程中地面直接设置的障碍物，且飞行打药过程中的飞行高度低于或等于地面直接设置的障碍物时，步骤五中的巡航作业在“航线打药规划区域”内通过“爬升式避障打药规划路径”进行避障作业，具体如下：无人机飞行状态下，通过无人机自带的传感器获取“航线打药规划区域”内地面直接设置障碍物的地理位置，以地面直接设置障碍物地理位置和高度边界建立虚拟的障碍物多边形柱体，定义障碍物多边形柱体的内部区域为无人机禁止飞行区域，障碍物多边形柱体的外部为无人机允许飞行区域；将障碍物多边形柱体的内、外部定义数据传输至地面站，无人机通过内置的卫星定位模块和高度传感器实时采集无人机当前的经度、纬度和高度，并将无人机的当前经度、维度和高度发送至地面站，地面站结合障碍物多边形柱体的内、外部定义数据以及无人机当前空间位置得出无人机与障碍物多边形柱体的立体空间关系，并计算出“爬升式避障打药规划路径”，地面站将计算出的“爬升式避障打药规划路径”传输至无人机，实现无人机的自动避障打药作业过程；所述“爬升式避障打药规划路径”的计算方法如下：1)根据直接地面设置障碍物的占地投影最大面积的二维地理边界，用直线段相切绘制形成闭合多边形障碍物边界轮廓线，所用直线段的数量为N，N≥3；2)以障碍物边界轮廓线的每条边向障碍物外侧平移安全距离S1，形成闭合的第一避障边界线，以第一避障边界线的每条边向外继续平移S2，作为爬升飞行打药过渡的水平距离，形成闭合的第二避障边界线；S2≥S1；3)无人机向上爬升飞行的高度位置为H，H＝虚拟的障碍物多边形柱体的高度+与直接地面设置障碍物顶部竖直方向安全飞行通过间距；4)无人机飞行过程中，无人机内置卫星定位模块检测到无人机所处的经纬度位置进入第二避障边界线内，无人机由水平方向飞行，改为坡度方向爬升飞行，坡度方向爬升飞行的路径为无人机初次进入第一避障边界线至爬升至H高度后正好进入第二避障边界线之间的垂直方向连线；上升坡度方向爬升飞行过程中，无人机打药速率有水平方向正常打药速率匀减速至0；5)无人机停止打药进入第一避障边界线内，水平飞越直接地面设置障碍物顶部，直至无人机内置卫星定位模块再次检测到无人机所处的经纬度位置已经离开第一避障边界线，无人机由水平飞行，改为坡度方向下降飞行，坡度方向下降飞行的路径为无人机初次离开第一避障边界线至下降至正常飞行高度后正好进入第二避障边界线之间的垂直方向的连线；下降坡度方向飞行过程中，无人机打药速率由0匀增速至正常打药速率；6)无人机再次进入正常打药飞行高度后，按照正常打药速率打药，并继续水平方向作业飞行。