基于無人飛行器的放牧系統及其放牧方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于畜養領域，特別是涉及一種基于無人飛行器的放牧系統及其放牧方法。
【背景技術】
[0002]現有畜牧工作中，要求能夠對被放牧的對象的良好的位置跟蹤，因為像牛、羊、馬這些牲畜，在放牧中是有一定自由度在草原上自由活動的，傳統方式是通過有經驗的看護者來跟隨看護，并且有條件的情況下還會借助牧羊犬等。但是這種方式人力成本較高，而且難以大規模復制。隨著無人飛行器技術的成熟，已經有人提出要利用無人飛行器的飛行巡視功能來幫助畜牧工作更好的實現。但是，利用現有的無人飛行器去進行巡視也會存在技術不成熟的問題，比如，要是通過GPS的原理去跟蹤，那么每頭牲畜要配置GPS模塊，這樣的成本過高，不夠經濟；如果是通過圖像識別技術來判斷，那么對于大量牲畜匯聚在某個區域的情況下，圖像識別的數據處理壓力很大，并且數據錯誤率難以控制；其他類似的遙感技術都有著類似不完美的地方，或者成本過高不現實，或者就是難以準確定位和識別每頭牲畜。所以，目前相對而言比較成熟的牲畜管理方式，僅僅是利用RFID標簽技術，給牲畜打上電子耳標，相當于每頭牲畜有了身份證。然后在一些關鍵的出入口設置讀卡器，根據這些牲畜在這些出入口的通過情況，以及這些出入口所代表的分區邏輯，來判斷從一個較大分區的概念，這些牲畜當前大致處于什么位置。但無法及時統計羊群數量，不利于放牧管理。
[0003]無人飛行器航拍是一個集單片機技術、航拍傳感器技術、GPS導航航拍技術、通訊航拍服務技術、飛行控制技術、任務控制技術、編程技術等多技術并依托于硬件的高科技產物，其拍攝影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現勢性的優點。且無人飛行器為航拍攝影提供了操作方便，易于轉場的遙感平臺；起飛降落受場地限制較小，在操場、公路或其他較開闊的地面均可起降，其穩定性、安全性好，轉場等非常容易；小型輕便、低噪節能、高效機動、影像清晰、輕型化、小型化、智能化更是無人飛行器航拍的突出特點。在例如人無法靠近的環境下采用無人機進行實時監控。
[0004]專利文獻CN104156821公開了一種基于無人機的自然草場畜牧業管理方法，其特征在于，所述基于無人機的自然草場畜牧業管理方法的具體方法為:1)在每一個畜牧單位上設置顏色定位裝置；2)根據畜牧區域的草場面積以及形狀對無人機的航線進行規劃；3)控制無人機按照步驟2)中所設定的航線進行巡航，并在巡航過程中通過搭載在無人機機身上的遙感設備對一定范圍內的每一個顏色識別裝置，以及顏色識別裝置的數量進行檢測與追蹤；4)當步驟3)中，無人機所追蹤的顏色識別裝置數量減少，且持續一定時間時，無人機擴大其最外側航線的覆蓋面積，并在修改后的航線中進行巡航。該專利使得自然草場內的畜牧單位在無人機的巡航過程中受到實時監測，從而使得工作人員可以實時掌控草場內的畜牧情況，但該專利無法對每個動物進行識別和統計處理，無法獲在某個時間或某個位置的動物分布情況，無法調整無人飛行器的識別精度和范圍；無法形成動物的大數據，便于進行后期管理分析以及發生走丟動物時，無法調用最近一次的數據記錄，幫助進行找回。
[0005]專利文獻CN104777847公開了一種基于機器視覺和超寬帶定位技術的無人機目標追蹤系統，其包括地面控制平臺S1和無人機跟蹤器S2。其中地面控制平臺包括:(1)飛行控制軟件、(2)數據傳輸模塊、(3)視頻顯示界面；無人機跟蹤器包括:(4)微處理器、(5)FPGA、(6)定位模塊、(7)機載傳感器、⑶智能視覺模塊、(9)飛行控制模塊、(10)數據傳輸模塊。該無人飛行器通過地面控制平臺發送目標跟蹤指令，無人機跟蹤器接收到目標跟蹤指令后將智能視覺模塊采集到的圖像采用H0G特征與SVM相結合的快速目標檢測算法來自動識別目標在圖像坐標系中的位置，自動化程度高、易于操作、精度高、實時跟蹤性能優越、空間坐標數字化，但其無法對大數量的動物進行并發的識別和統計處理，無法獲在某個時間或某個位置的動物分布情況，無法調整無人飛行器的識別精度和范圍；無法形成動物的大數據，便于進行后期管理分析以及發生走丟動物時，無法調用最近一次的數據記錄，幫助進行找回。
[0006]因此，本領域急需要解決的技術問題具體需求如下:能夠較為準確的掌握被放牧對象的位置，多種搜索模式以方便發現動物；能夠對大數量的動物進行并發的識別和統計處理，獲在某個時間或某個位置的動物分布情況，調整無人飛行器的識別精度和范圍；形成動物的大數據，便于進行后期管理分析以及發生走丟動物時，可以調用最近一次的數據記錄，幫助進行找回。
[0007]在【背景技術】部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是通過以下技術方案予以實現。
[0009]根據本發明的第一方面，本發明公開了一種基于無人飛行器的放牧系統，所述放牧系統包括設在動物身上的電子標簽和設在無人飛行器上的提供所述無人飛行器的位置的定位模塊、測量所述無人飛行器的高度的高度計和接收所述電子標簽發射的識別信息的射頻識別t吳塊。
[0010]當所述射頻識別模塊識別到所述電子標簽發射的識別信息時，當前的識別時間、識別位置和識別信息組成記錄數據，所述射頻識別模塊存儲和處理所述記錄數據，所述識別位置是以所述定位模塊提供的所述無人飛行器的位置為圓心，所述射頻識別模塊的遙感范圍R為半徑的圓形區域，所述半徑R可通過調整所述無人飛行器高度Η而變化。
[0011]優選地，所述放牧系統還包括設在無人飛行器上的飛行控制模塊和與所述無人飛行器無線通信的飛行控制臺，所述飛行控制模塊基于預定的飛行路線或用戶通過所述飛行控制臺手動控制所述無人飛行器的飛行狀態。
[0012]優選地，所述射頻識別模塊包括存儲器，所述存儲器存儲所有電子標簽的識別信息和存儲識別后的所述記錄數據。
[0013]優選地，所述射頻識別模塊還包括處理模塊，所述處理模塊基于所述識別時間和/或識別位置對相應的所述識別信息進行處理。
[0014]優選地，安裝在所述無人飛行器上的云臺可調整安裝在其上的攝像設備。
[0015]優選地，所述飛行控制臺包括GIS模塊和拍攝控制模塊，所述GIS模塊可在電子地圖上根據預設條件生成所述無人飛行器的飛行路線，所述拍攝控制模塊控制所述云臺調整所述攝像設備的位置參數。
[0016]優選地，所述GIS模塊包括GIS信息導入導出單元、信息展示單元和信息維護單元，其中，所述GIS信息導入導出單元用于GIS地圖中無人飛行器的飛行路線的信息的導入和導出；所述信息展示單元用于在GIS地圖上展示飛行路線的信息；所述信息維護單元用于在GIS地圖上瀏覽、編輯和刪除飛行路線的信息。
[0017]優選地，所述放牧系統包括設在領頭動物身上的GPS模塊，所述定位模塊接收所述GPS模塊發送的位置信息以定位所述無人飛行器。
[0018]根據本發明的第二方面，使用基于無人飛行器的放牧系統的放牧方法包括以下步驟。
[0019]第一步驟中，所述無人飛行器基于預定的飛行路線巡視或用戶通過飛行控制臺手動控制所述無人飛行器進行巡視。
[0020]第二步驟中，當所述射頻識別模塊識別到所述電子標簽發射的識別信息時，所述射頻識別模塊存儲當前的所述識別信息以及基于所述識別信息的識別時間和識別位置的記錄數據。
[0021]第三步驟中，所述無人飛行器巡視完成后，所述射頻識別模塊處理所述記錄數據以確定是否所有的動物被識別，當還有動物未被識別時，所述無人飛行器返回第一步驟
(S1)繼續巡視直到所有的動物被識別。。
[0022]根據本發明的第三方面，使用基于無人飛行器的放牧系統的放牧方法包括以下步驟。
[0023]第一步驟中，所述無人飛行器基于預定的飛行路線巡視或用戶通過飛行控制臺手動控制所述無人飛行器進行巡視，所述攝像設備進行圖像掃描以找到動物。
[0024]第二步驟中，根據所述攝像設備圖像掃描所給出的位置，所述無人飛行器以所述位置為中心，做擴大式的射頻識別掃描；當所述射頻識別模塊識別到所述電子標簽發射的識別信息時，所述射頻識別模塊存儲當前的所述記錄數據。