控制無人機植保作業的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種控制無人機植保作業的方法及裝置，涉及移動終端技術領域，所述方法包括：獲取待作業農田區域的地理坐標；根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線；控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業。本發明實施例通過獲取待作業農田區域的地理坐標，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，并控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業，能夠提高無人機農藥噴灑區域的精確度。
【專利說明】
控制無人機植保作業的方法及裝置
技術領域
[0001]本發明實施例涉及無人機技術領域，尤其涉及一種控制無人機植保作業的方法及
目.0
【背景技術】
[0002]隨著科技的不斷發展，采用現代化機械來替換人工勞動已經成為各行各業的趨勢。在目前我國農村條件下，運用小型無人機噴灑農藥是我國、特別是南方地區比較可行的一種方法。無人駕駛農藥噴灑飛機不僅速度快，且使用超低容量農藥噴灑，節省農藥和水資源，減少農作物的農藥殘留和環境污染，遠程操作還能減少對施藥人員的傷害。適應于各種地形，符合我市農村道路現狀。
[0003]目前，在無人機的植保作業中，操控手需要憑借肉眼觀察，控制無人機的飛行軌跡來完成農田藥液的噴灑，而肉眼觀察存在精度差，并且有視野盲區，增大了操作難度，并且無法保證噴灑區域的精確度，造成農藥的重復噴灑或浪費。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種控制無人機植保作業的方法及裝置，以提高無人機農藥噴灑區域的精確度。
[0005]第一方面，本發明實施例提供了一種控制無人機植保作業的方法，包括:
[0006]獲取待作業農田區域的地理坐標；
[0007]根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線；
[0008]控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業。
[0009]第二方面，本發明實施例還提供了一種控制無人機植保作業的裝置，包括:
[0010]坐標獲取模塊，用于獲取待作業農田區域的地理坐標；
[0011 ]航線規劃模塊，用于根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線；
[0012]控制作業模塊，用于控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業。
[0013]本發明實施例通過獲取待作業農田區域的地理坐標，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，并控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業，能夠提高無人機農藥噴灑區域的精確度。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明實施例一中的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖；
[0015]圖2是本發明實施例二中的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖；
[0016]圖3是本發明實施例三中的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖；
[0017]圖4是本發明實施例四中的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖；
[0018]圖5是本發明實施例五中的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖；
[0019]圖6是本發明實施例六中的一種控制無人機植保作業的裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。
[0021 ] 實施例一
[0022]圖1為本發明實施例一提供的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖，本實施例可適用于無人機植保的情況，該方法可以由本發明實施例提供的控制無人機植保作業的裝置來執行，該裝置可采用軟件或硬件的方式實現，如圖1所示，具體包括:
[0023]SlOl、獲取待作業農田區域的地理坐標。
[0024]具體的，對于一個待作業農田區域，可使用GPS定位技術在地圖上鎖定待作業農田區域的地理坐標。
[0025]S102、根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線。
[0026]其中，所述航線為無人機飛行的路線，包含兩個航點，分別位于待作業農田區域的邊界上，具體可為直線段或弧線段。
[0027]S103、控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業。
[0028]按照規劃出的航線，控制無人機進行植保作業。
[0029]本實施例通過獲取待作業農田區域的地理坐標，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，并控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業，能夠提高無人機農藥噴灑區域的精確度。
[0030]在上述實施例的基礎上，為了便于無人機電池的更換和藥液的補充，減少補給人員的反復往來和無人機非作業往返帶來的浪費，所述方法還包括:
[0031]根據以下至少一種影響因素規劃出為無人機補充藥液和/或電量的補給帶:所述地理坐標、無人機最大供給電量和無人機最大承載藥量。
[0032]其中，所述補給帶位于待作業農田區域的邊界處，與所述航線有交點。為使得航線中的無人機在回到補給帶和返航時距離最短，所述航線優選為垂直于所述補給帶。
[0033]在上述實施例的基礎上，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線之后，還包括:
[0034]根據每臺無人機的工作能力將航線分成航線組，每組航線組至少包含一條航線，且每組航線組內的航線在地理位置上相鄰，所述工作能力包含以下至少一項:地理坐標、無人機最大供給電量、無人機最大承載藥量、返回到最近補給帶所需要耗費的電量和返回到最近補給帶所噴灑的藥量；
[0035]控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業，包括:
[0036]控制每臺無人機在對應的航線組內的航線上進行植保作業。
[0037]在上述實施例的基礎上，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，包括:
[0038]根據所述地理坐標將所述待作業農田區域轉化為凸多邊形；
[0039]將凸多邊形中的一邊作為補給帶的邊界，作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線作為航線。
[0040]在上述實施例的基礎上，作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線作為航線，包括:
[0041]設置飛行參數，所述飛行參數包含以下至少一項:噴灑作業時的噴幅寬度、飛行速度、飛行高度、空中懸停時間、降落點坐標、電量和藥量；
[0042]根據所述飛行參數作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線，所述平行線的間隔為無人機噴灑作業時的噴幅寬度，且每條平行線與凸多邊形有兩個交點；
[0043]將凸多邊形區域外部的平行線截掉，得到一組位于所述待作業農田區域以內的平行線段，所述平行線段與凸多邊形相交的交點為航點，按照航點呈Z字型沿平行線段和凸多邊形邊緣折返，形成航線。
[0044]上述實施例通過獲取待作業農田區域的地理坐標，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，并控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業，能夠提高無人機農藥噴灑區域的精確度。
[0045]實施例二
[0046]圖2為本發明實施例二提供的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖，本實施例在上述實施例的基礎上，進一步包括根據以下至少一種影響因素規劃出為無人機補充藥液和/或電量的補給帶:所述地理坐標、無人機最大供給電量和無人機最大承載藥量，如圖2所示，具體包括:
[0047]S201、獲取待作業農田區域的地理坐標。
[0048]S202、根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，并根據以下至少一種影響因素規劃出為無人機補充藥液和/或電量的補給帶:所述地理坐標、無人機最大供給電量和無人機最大承載藥量。
[0049]其中，所述航線垂直于上述補給帶。其中，設置凸多邊形的一條邊為補給帶，補給帶作為無人機停放，更換電池和補充農藥的地點，可將農田周邊適合起降的田埂、道路或空地作為補給帶，當補給帶距農田有一定距離時，需要考慮無人機往返補給帶的時間，本發明同樣適用。
[0050]并且，單架次無人機作業時，電量或藥液中某一個耗盡時，為最大時間，實際應用中應對電量和藥液保有余量，同時要考慮往返補給帶所用的時間，最終所得時間設置為單架次作業時間。
[0051 ] S203、控制所述無人機按照規劃出的航線和補給帶進行植保作業。
[0052]具體的，根據無人機最大供給電量、無人機最大承載藥量及航線情況，設置補給帶。例如，首先根據無人機最大供給電量確定該無人機一次能完成幾個航線的植保作業，然后根據無人機最大承載藥量確定該無人機一次能完成幾個航線的植保作業，根據能完成的最少的航線數量確定補給帶位置，當無人機到達該補給帶時，補充電量或藥液。例如，如果根據無人機最大供給電量確定該無人機一次能完成3個航線的植保作業，根據無人機最大承載藥量確定該無人機一次能完成5個航線的植保作業，則以根據無人機最大供給電量確定的航線為準確定補給帶位置。
[0053]本實施例通過獲取待作業農田區域的地理坐標，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，并規劃出補給帶，控制所述無人機按照規劃出的航線和補給帶進行植保作業，不僅能夠提高無人機農藥噴灑區域的精確度，而且減少補給人員的反復往來和無人機非作業往返帶來的浪費。
[0054]實施例三
[0055]圖3為本發明實施例三提供的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖，本實施例在上述實施例的基礎上，在根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線之后進一步包括:根據每臺無人機的工作能力將航線分成航線組，每組航線組至少包含一條航線，且每組航線組內的航線在地理位置上相鄰，所述工作能力包含以下至少一項:地理坐標、無人機最大供給電量、無人機最大承載藥量、返回到最近補給帶所需要耗費的電量和返回到最近補給帶所噴灑的藥量;相應的，將控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業，優化為控制每臺無人機在對應的航線組內的航線上進行植保作業，如圖3所示，具體包括:
[0056]S301、獲取待作業農田區域的地理坐標。
[0057]S302、根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線。
[0058]S303、根據每臺無人機的工作能力將航線分成航線組，每組航線組至少包含一條航線，且每組航線組內的航線在地理位置上相鄰。
[0059]其中，所述工作能力包含以下至少一項:地理坐標、無人機最大供給電量、無人機最大承載藥量、返回到最近補給帶所需要耗費的電量和返回到最近補給帶所噴灑的藥量。
[0000] S304、控制每臺無人機在對應的航線組內的航線上進行植保作業。
[0061]本實施例通過根據每臺無人機的工作能力將航線分成航線組，每組航線組至少包含一條航線，使每臺無人機執行一個航線組，能夠同時控制多臺無人機在不同的航線組內同時進行植保作業，進一步提高作業速率。
[0062]實施例四
[0063]圖4為本發明實施例四提供的一種控制無人機植保作業的方法的流程圖，本實施例在上述實施例的基礎上，將根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，優化為根據所述地理坐標將所述待作業農田區域轉化為凸多邊形;將凸多邊形中的一邊作為補給帶的邊界，作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線作為航線。如圖4所示，具體包括:
[0064]S401、獲取待作業農田區域的地理坐標。
[0065]S402、根據所述地理坐標將所述待作業農田區域轉化為凸多邊形。
[0066]S403、將凸多邊形中的一邊作為補給帶的邊界，作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線作為航線。
[0067]具體的，設置飛行參數，所述飛行參數包含以下至少一項:噴灑作業時的噴幅寬度、飛行速度、飛行高度、空中懸停時間、降落點坐標、電量和藥量;根據所述飛行參數作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線，所述平行線的間隔為無人機噴灑作業時的噴幅寬度，且每條平行線與凸多邊形有兩個交點；將凸多邊形區域外部的平行線截掉，得到一組位于所述待作業農田區域以內的平行線段，所述平行線段與凸多邊形相交的交點為航點，按照航點呈Z字型沿平行線段和凸多邊形邊緣折返，形成航線。
[0068]其中，上述飛行參數可由用戶自定義設置。例如，設置噴幅寬度為藥液噴灑時覆蓋的寬度。根據作物狀況和藥液噴灑量情況，設置飛行高度和飛行速度。設置的自動起飛高度，一般要比作業高度要高，無人機起飛后到達指定航點前可按該高度飛行，到達航點后自動降為作業高度，減少無人機對農田周圍人員帶來的影響。
[0069]S404、控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業。
[0070]實施例五
[0071]圖5A為本發明實施例五提供的一種控制無人機植保作業的方法，本實施例為一優選實施例，用于對本發明進行詳細說明。如圖5A所示，具體包括:
[0072]S501、獲取待作業農田區域的地理坐標，根據所述地理坐標將所述待作業農田區域轉化為凸多邊形。
[0073]首先與無人機建立通信連接，檢查無人機的當前狀態。然后獲取待作業農田區域在GPS地圖的地理坐標，并選擇幾個關鍵點，通過連線形成凸多邊形。如圖5B所示，通過A-F6個關鍵點的連接繪制待作業農田區域的凸多邊形輪廓。
[0074]S502、將凸多邊形中的一邊作為補給帶的邊界，作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線作為航線，并將航線分為航線組。
[0075]在本實施例中，如圖5B所示，將設定的第一個點(A)和第二個點(B)構成的邊的一側作為補給帶，計算得到一組與補給帶所在的一邊垂直的等間隔平行線，平行線的間隔為無人機噴灑作業時的噴幅寬度，每條平行線與凸多邊形有兩個交點，將凸多邊形外部的平行線截掉，得到一組位于農田作業區域以內的平行線段，平行線與凸多邊形相交的交點為航點，A點作為起始點，按照航點數據，從A點開始呈Z字型沿平行線段和凸多邊形邊緣折返，形成航線。
[0076]如圖5B所示，將航線分成3組，航線與凸多邊形的交點形成一系列的航點，每組包括若干航點。由于航線垂直于補給帶，當航線上的無人機需要返回補給帶，或者從補給帶到達上次作業點時，路程將會最短，最大限度的減少非作業往返造成的電量和藥液的浪費。生成的航線會分組，一組為一個作業架次，分組中會充分考慮往返補給帶的消耗，特別是電量的保留。
[0077]S503、控制無人機在對應的航線組內的航線上進行植保作業。
[0078]如圖5B所示，將第一組航點坐標數據依次發送到無人機，無人機根據指令起飛后，起飛至設置的自動起飛高度，到達首個航點(航線I航點I)坐標后降為作業高度，沿規劃的航線飛經各航點，完成該組最后航點(航線I航點8)后懸停，手動操控無人機返航到補給帶或者設定補給點坐標自動降落;補給點可以至下一組架次的起飛點(航線2航點I)，或根據現場情況就近返航補給。在作業中實時監看無人位置信息和無人機狀態，確保其對航線的完成情況。當監測到無人機即將結束一組航線返航后，準備下一組航點，當作業人員確認藥液和電池更換完成后，向無人機輸入下一組航點坐標數據，并指令其起飛繼續作業。重復上述步驟，直至完成地塊的覆蓋，或作業人員主動結束作業。也可向三架植保機分別輸入三組航點數據，同時作業，提升效率。
[0079]實施例六
[0080]圖6所示為本發明實施例六提供的一種控制無人機植保作業的裝置的結構示意圖，該裝置可采用軟件或硬件的方式實現，如圖6所示，該裝置的具體結構如下:坐標獲取模塊61、航線規劃模塊62和控制作業模塊63。
[0081]所述坐標獲取模塊61用于獲取待作業農田區域的地理坐標；
[0082]所述航線規劃模塊62用于根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線；
[0083]所述控制作業模塊63用于控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業。
[0084]本實施例所述的控制無人機植保作業的裝置用于執行上述各實施例所述的控制無人機植保作業的方法，其技術原理和產生的技術效果類似，這里不再贅述。
[0085]在上述實施例的基礎上，所述裝置還包括:補給帶規劃模塊64。
[0086]所述補給帶規劃模塊64用于根據以下至少一種影響因素規劃出為無人機補充藥液和/或電量的補給帶:所述地理坐標、無人機最大供給電量和無人機最大承載藥量。
[0087]在上述實施例的基礎上，所述航線與所述補給帶有交點。
[0088]在上述實施例的基礎上，所述航線垂直于所述補給帶。
[0089]在上述實施例的基礎上，所述裝置還包括:航線分組模塊65。
[0090]所述航線分組模塊65用于在所述航線規劃模塊62根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線之后，根據每臺無人機的工作能力將航線分成航線組，每組航線組至少包含一條航線，且每組航線組內的航線在地理位置上相鄰，所述工作能力包含以下至少一項:地理坐標、無人機最大供給電量、無人機最大承載藥量、返回到最近補給帶所需要耗費的電量和返回到最近補給帶所噴灑的藥量；
[0091]所述控制作業模塊63具體用于，控制每臺無人機在對應的航線組內的航線上進行植保作業。
[0092]在上述實施例的基礎上，所述航線規劃模塊62包括:凸多邊形轉化單元621和航線規劃單元622。
[0093]所述凸多邊形轉化單元621用于根據所述地理坐標將所述待作業農田區域轉化為凸多邊形；
[0094]所述航線規劃單元622用于將凸多邊形中的一邊作為補給帶的邊界，作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線作為航線。
[0095]在上述實施例的基礎上，所述航線規劃單元622具體用于，設置飛行參數，所述飛行參數包含以下至少一項:噴灑作業時的噴幅寬度、飛行速度、飛行高度、空中懸停時間、降落點坐標、電量和藥量;根據所述飛行參數作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線，所述平行線的間隔為無人機噴灑作業時的噴幅寬度，且每條平行線與凸多邊形有兩個交點；將凸多邊形區域外部的平行線截掉，得到一組位于所述待作業農田區域以內的平行線段，所述平行線段與凸多邊形相交的交點為航點，按照航點呈Z字型沿平行線段和凸多邊形邊緣折返，形成航線。
[0096]注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【主權項】
1.一種控制無人機植保作業的方法，其特征在于，包括: 獲取待作業農田區域的地理坐標； 根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線； 控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 根據以下至少一種影響因素規劃出為無人機補充藥液和/或電量的補給帶:所述地理坐標、無人機最大供給電量和無人機最大承載藥量。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述航線與所述補給帶有交點。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述航線垂直于所述補給帶。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線之后，還包括: 根據每臺無人機的工作能力將航線分成航線組，每組航線組至少包含一條航線，且每組航線組內的航線在地理位置上相鄰，所述工作能力包含以下至少一項:地理坐標、無人機最大供給電量、無人機最大承載藥量、返回到最近補給帶所需要耗費的電量和返回到最近補給帶所噴灑的藥量； 控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業，包括: 控制每臺無人機在對應的航線組內的航線上進行植保作業。6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線，包括: 根據所述地理坐標將所述待作業農田區域轉化為凸多邊形； 將凸多邊形中的一邊作為補給帶的邊界，作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線作為航線。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線作為航線，包括: 設置飛行參數，所述飛行參數包含以下至少一項:噴灑作業時的噴幅寬度、飛行速度、飛行高度、空中懸停時間、降落點坐標、電量和藥量； 根據所述飛行參數作一組與所述邊界垂直的等間隔平行線，所述平行線的間隔為無人機噴灑作業時的噴幅寬度，且每條平行線與凸多邊形有兩個交點； 將凸多邊形區域外部的平行線截掉，得到一組位于所述待作業農田區域以內的平行線段，所述平行線段與凸多邊形相交的交點為航點，按照航點呈Z字型沿平行線段和凸多邊形邊緣折返，形成航線。8.一種控制無人機植保作業的裝置，其特征在于，包括: 坐標獲取模塊，用于獲取待作業農田區域的地理坐標； 航線規劃模塊，用于根據所述地理坐標規劃出供無人機植保作業的航線； 控制作業模塊，用于控制所述無人機按照規劃出的航線進行植保作業。9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括: 補給帶規劃模塊，用于根據以下至少一種影響因素規劃出為無人機補充藥液和/或電量的補給帶:所述地理坐標、無人機最大供給電量和無人機最大承載藥量。10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述航線與所述補給帶有交點。
【文檔編號】B64D1/18GK105955294SQ201610357346
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】余志勇, 盧增祥, 王飛, 王康, 許大海
【申請人】北京大工科技有限公司