一種利用無人飛行器的牧場智能管理系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無人機應用技術領域，具體涉及一種利用無人飛行器的牧場智能管理系統及方法。
【背景技術】
[0002]現有放牧管理工作的特點是，為了降低放牧成本，提高放牧效率，逐步實現大農場化，被放牧的對象的數量越來越多，管理愈來愈趨近于智能化。然而，像牛、羊、馬等這類牲畜，在放牧中是需要有一定自由度的，讓其在草原上自由活動。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方式來輔助。現有技術中已經有人提出應用無人機技術來實現智能放牧。
[0003]例如:申請號為201510528382.X、發明名稱為《智能放牧的監拍方法及系統》的中國發明專利申請公開了一種智能放牧的監拍方法及系統，該方法包含以下步驟:預先為頭牲畜佩戴主設備;在需要對牧群進行監控時，該牧群的主設備將自身的定位信息發送至遠程服務器;遠程服務器將定位信息發送至飛控中心；飛控中心根據定位信息控制航拍無人機拍攝牧群;航拍無人機將拍攝到的牧群畫面回傳至飛控中心。
[0004]但是，不可避免的是，總會出現突發情況導致有少量牲畜離群跑丟，而傳統方式是由管理員騎馬或者開車去尋找，但是，由于放牧面積很大，走丟的牲畜常常難以找回。
[0005]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解決找回丟失的牲畜的問題。不過，現有的解決方案，對于具體如何實施找回，并沒有很好的辦法。例如，最簡單、直接的實現方式，就是利用無人飛行器的實時圖傳功能，進行飛行巡視，并將從高空中拍攝到的大范圍景象發回給用戶附近的顯示終端，由用戶來進行篩查。
[0006]但是，這種方式，如果要求拍攝面積大，則必須讓無人飛行器高飛，得到的顯示內容中，地面上的目標成像很小，用戶很難準確篩查出懷疑對象;如果要求將地面目標拍攝的更清楚，那么無人飛行器又必須貼近地面飛行，此時拍攝的范圍就相對較小，找回的效率降低。再加上當前固定翼式無人飛行器的操作麻煩，并且不能懸停觀察，而多旋翼式式無人飛行器的續航問題還有待進一步解決，所以，現有技術中并沒有一個很好的解決方案來幫助完成丟失牲畜的找回問題。
【發明內容】
[0007]本發明的發明目的是提供一種利用無人飛行器的牧場智能管理系統及方法，結合無人機技術、遠距離紅外感應成像技術和近距離射頻識別技術，實現高效率、智能化的丟失牲畜找回解決方案。
[0008]本發明的另一個發明目的是提供一種利用無人飛行器的牧場智能管理系統及方法，結合無人機技術、遠距離圖像傳輸技術以及近距離射頻識別技術，解決放牧工作中牲畜丟失后的找回問題。
[0009]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下:
[0010]一種利用無人飛行器的牧場智能管理系統，包括無人飛行器和地面控制臺，所述地面控制臺具有存儲監控范圍的電子地圖數據的第一存儲器、能夠與所述無人飛行器雙向通信的第一雙工數據通信接口，所述無人飛行器具有能夠與所述地面控制臺雙向通信的第二雙工數據通信接口、按照預設線路和/或接收所述地面控制臺發送的遙控指令控制所述無人飛行器在所述監控范圍內飛行的飛控板，所述第一雙工數據通信接口和所述第二雙工數據通信接口通過無線通信方式連接，所述飛控板與所述第二雙工數據通信接口電連接，所述無人飛行器還包括用于檢測所述監控范圍內有體溫表征特點的生命對象的紅外熱成像監測設備和記錄所述生命對象為嫌疑對象的貯存器、能夠在預設飛行高度范圍內與所述嫌疑對象上設置的電子標簽通訊、讀取所述電子標簽中的身份信息的射頻識別設備，所述紅外熱成像監測設備分別與所述飛控板、貯存器連接，所述射頻識別設備與所述飛控板連接，所述飛控板根據所述電子標簽的存在與否和/或所述身份信息判斷所述嫌疑對象是否為目標對象。
[0011]進一步的，所述無人飛行器還包括替換所述紅外熱成像監測設備用于檢測所述監控范圍內的所述嫌疑對象的圖像傳感設備，所述圖像傳感設備分別與所述飛控板、貯存器連接。
[0012]進一步的，所述無人飛行器還包括用于定位所述無人飛行器位置坐標的導航定位設備和存儲所述無人飛行器位置坐標的第二存儲器，所述導航定位設備分別與所述第二存儲器、飛控板連接，所述第二存儲器分別與所述第二雙工數據通信接口、飛控板連接，其中，存儲的所述無人飛行器位置坐標包括:
[0013]當所述無人飛行器按照預設線路在所述監控范圍內飛行，檢測到所述嫌疑對象時的所述無人飛行器當前位置的第一位置坐標，當所述無人飛行器脫離所述預設線路時，所述飛控板讀取所述第一位置坐標返回所述預設線路；
[0014]當所述飛控板判斷所述嫌疑對象為所述目標對象時，所述無人飛行器當前位置的第二位置坐標，并通過所述第二雙工數據通信接口將所述第二位置坐標發送至所述地面控制臺。
[0015]進一步的，所述無人飛行器還包括能夠選擇式開啟的圖像傳感設備，所述圖像傳感設備分別與所述飛控板、第二雙工數據通信接口連接，所述飛控板控制所述圖像傳感設備與所述紅外熱成像監測設備同時開啟或者在所述紅外熱成像監測設備檢測到所述嫌疑對象時開啟或者在所述射頻識別設備確定所述嫌疑對象為目標對象時開啟，并通過所述第二雙工數據通信接口將所述圖像傳感設備拍攝的圖像數據傳回至所述地面控制臺。
[0016]進一步的，所述地面控制臺還包括用于控制所述無人飛行器在手動/自動模式之間轉換的切換開關，所述切換開關與所述第一雙工數據通信接口連接，其中，
[0017]所述手動模式是指所述無人飛行器按照所述地面控制臺發送的所述遙控指令飛行；
[0018]所述自動模式是指所述無人飛行器按照所述預設線路飛行。
[0019]根據本發明的另一個方面，提供了一種利用無人飛行器的牧場智能管理方法，包括無人飛行器和能夠與其雙向通信的地面控制臺，包括以下步驟:
[0020]步驟一，任務初始化；
[0021]步驟二，開啟所述無人飛行器上搭載的紅外熱成像監測設備；
[0022]步驟三，判斷在監控范圍內是否檢測到有體溫表征特點的生命對象；
[0023]步驟四，當檢測到所述有體溫表征特點的生命對象時，將所述生命對象記錄為嫌疑對象；
[0024]步驟五，控制所述無人飛行器朝向所述嫌疑對象飛行；
[0025]步驟六，當所述無人飛行器達到距離所述嫌疑對象的預設飛行高度范圍內時，檢測所述嫌疑對象上是否設置有電子標簽；
[0026]步驟七，當所述嫌疑對象上設置有電子標簽時，讀取所述電子標簽中的身份信息；
[0027]步驟八，根據所述電子標簽的存在與否和/或所述身份信息判斷所述嫌疑對象是否為目標對象。
[0028]進一步的，所述步驟二至四替換為以下步驟:
[0029]步驟二，開啟所述無人飛行器上搭載的圖像傳感設備，獲取圖像數據；
[0030]步驟三，根據所述圖像數據判斷在監控范圍內是否有疑似目標對象的生命對象；[0031 ]步驟四，當檢測到所述生命對象時，將所述生命對象記錄為嫌疑對象。
[0032]進一步的，所述將所述生命對象記錄為嫌疑對象的步驟之后，還包括以下步驟:
[0033]當所述無人飛行器按照預設線路在所述監控范圍內飛行，存儲檢測到所述嫌疑對象時的所述無人飛行器當前位置的第一位置坐標；
[0034]當判斷所述嫌疑對象不是所述目標對象時，控制所述無人飛行器返回到所述第一位置坐標繼續按照所述預設線路飛行。
[0035]進一步的，在判斷所述嫌疑對象為所述目標對象之后，還包括以下步驟:
[0036]記錄所述無人飛行器當前位置的第二位置坐標；
[0037]將所述第二位置坐標發送至所述地面控制臺。
[0038]進一步的，還包括拍攝獲取圖像數據的步驟，具體包括:
[0039]與所述紅外熱成像監測設備同時啟動拍攝所述圖像數據；
[0040]或者在檢測到所述嫌疑對象時啟動拍攝所述圖像數據；
[0041 ]或者在確定所述嫌疑對象為目標對象時啟動拍攝所述圖像數據；
[0042]并將所述圖像數據傳回至所述地面控制臺。
[0043]本發明公開了一種利用無人飛行器的牧場智能管理系統及方法，能夠高效率的大范圍搜索生命對象:在高空采用大范圍的紅外熱成像技術或無人機航拍圖像實時傳輸技術，特別適于在草原這樣的環境，迅速找到有體溫表征特點的生命對象或者疑似目標對象的生命對象。在此階段僅用迅速排查有嫌疑的生命對象，不需要仔細核對身份，所以也無需人工介入對象篩選，提高了工作效率和智能化程度。同時，本發明還采用RFID技術，利用無人飛行器對上述有嫌疑的生命對象進行射頻識別，從而確認該生命對象是否為走丟的目標對象，從而能夠迅速確認生命對象的身份。
[0044]此外，根據本發明公開的利用無人飛行器的牧場智能管理系統及方法，能夠根據確認生命對象的身份后，快速的大致確定該走丟的目標對象的位置，當識別為走丟的目標對象時，直接將無人飛行器的當前位置坐標發回給遠程的用戶，就能大致確認走丟的目標對象的地理位置，幫助后期找回。
[0045]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠使得本發明的技術手段更加清楚明白，達到本領域技術人員可依照說明書的內容予以實施的程度，并且為了能夠讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，下面以本發明的【具體實施方式】進行舉例說明。
【附圖說明】
[0046]通過閱讀下文優選的【具體實施方式】中的詳細描述，本發明各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。說明書附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。而且在整個附圖中，用相同的附圖標記表示相同的部件。在附圖中:
[0047]圖1示出了根據本發明實施例一的利用無人飛行器的牧場智能管理系統結構示意圖；
[0048]圖2示出了根據本發明實施例二的利用無人飛行器的牧場智能管理系統結構示意圖；
[0049]圖3示出了根據本發明實施例三的利用無人飛行器的牧場智能管理方法流程圖；
[0050]圖4示出了根據本發明實施例四的利用無人飛行器的牧場智能管理方法流程圖。
【具體實施方式】
[0051]下面將參照附圖更詳細地描述本發明的具體實施例。雖然附圖中顯示了本發明的具體實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本發明而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本發明，并且能夠將本發明的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0052]需要說明的是，在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可以理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名詞的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定于”。說明書后續描述為實施本發明的較佳實施方式，然所述描述乃以說明書的一般原則為目的，并非用以限定本發明的范圍。本發