CN105182999A - 一种高精度植保机器人无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度植保机器人无人机,包括无人机本体和地面站系统,无人机本体包括机身、电机、旋翼、药箱、摄像头、喷洒管,喷洒管上设置有喷头,机身内设置有单片机飞控系统、第一4G模块、第一PTK模块、双频多星GPS装置、图传模块、数传模块、遥控接收模块,单片机飞控系统分别与第一PTK模块、遥控接收模块、图传模块、数传模块电性连接,摄像头与图传模块电性连接,第一PTK模块分别与双频多星GPS装置、第一4G模块电性连接,地面站系统包括GPS系统和PC地面站,GPS系统包括依次连接的双频多星GPS基站、第二PTK模块、第二4G模块,PC地面站包括遥控器、计算机以及与计算机连接的数图传一体电台。其有益效果是:能够自动化作业、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机,具体讲是一种高精度植保机器人无人机。
背景技术
无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器,通过搭载药箱,操控飞机可以实现无人机空中喷洒农药,可以很好的解决农药残留超标和节省农药以及快速高效完成喷洒任务。
现有国内以及全球的植保无人机完全依赖于飞控手手工操作进行喷洒农药,使用过程中存在以下问题:1.效率低,而且人为因素风险大;2.按照中国国土耕地面积预测,采用现有植保无人机喷洒作业需要10万人,我国在此方面技术人才缺乏;3.现有植保无人机采用单点GPS定位,定位精度10米左右,直接导致无法有效躲避和区分田间地头的障碍物,导致无法自动飞行,自动完成喷洒任务。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种能够自动化作业、效率高的高精度植保机器人无人机。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种高精度植保机器人无人机,包括无人机本体和地面站系统,所述无人机本体包括机身、设置在机身上的若干个电机、与所述电机连接的旋翼,所述机身的底部设置有药箱,所述药箱的底部设置有摄像头,所述机身上设置有至少一根与所述药箱连通的喷洒管,所述喷洒管上设置有至少一个喷头,其特征在于,所述机身内设置有单片机飞控系统、第一4G模块、第一PTK模块、双频多星GPS装置、图传模块、数传模块、遥控接收模块,所述单片机飞控系统分别与所述第一PTK模块、遥控接收模块、图传模块、数传模块电性连接,所述摄像头与所述图传模块电性连接,所述第一PTK模块分别与所述双频多星GPS装置、第一4G模块电性连接,所述地面站系统包括GPS系统和PC地面站,所述GPS系统包括依次连接的双频多星GPS基站、第二PTK模块、第二4G模块,所述PC地面站包括遥控器、计算机以及与所述计算机连接的数图传一体电台,所述图传模块、数传模块分别与所述数图传一体电台通信连接,所述遥控器与所述遥控接收模块通信连接,所述第一4G模块与所述第二4G模块通信连接。
优选地,上述的高精度植保机器人无人机,其中所述机身上设置有与所述单片机飞控系统电性连接的红外传感器。
优选地,上述的高精度植保机器人无人机,其中所述机身内设置有与所述单片机飞控系统电性连接的电源模块。
优选地,上述的高精度植保机器人无人机,其中所述电机的数量为四个。
优选地,上述的高精度植保机器人无人机,其中所述喷洒管的数量为两根,且对称设置在所述机身的两侧;每根所述喷洒管上设置有两个喷头。
优选地,上述的高精度植保机器人无人机,其中所述机身的底部设置有机架。
优选地,上述的高精度植保机器人无人机,其中所述计算机通信连接有远程PC端。
本发明的技术效果主要体现在:双频多星GPS装置与双频多星GPS基站分别收取美国GPS和俄罗斯GNSS以及中国北斗卫星GPS数据;通过数图传一体化电台以及第一4G模块进行同步差分数据解算,经第一RTK模块准确获得无人机位置(精度到厘米级);摄影头与图传模块相连,通过图传模块把农田的影像数据及时反馈汇总到计算机;计算机自带地面站软件,自动融合GOOGLE地球地图软件,通过双频多星GPS基站,可以准备从地球软件上定位到当前地面站所在位置;摄像头获取的影像数据传回计算机可以与当前的谷歌地球影像进行匹配,升级,优化最新的影像到地面站操作地图;此地面站也可以调用全国农村土地确权低空遥感影像作为工作底图;可以通过计算机设置无人机本体喷洒农药线路,规划线路时避开农田障碍物(如电杆、电线)等;通过图数传一体电台把飞行任务,区域传送到单片机飞控系统,无人机即开始自动作业;由于无人机本体定位精度达到厘米级,在地里田间,在爬坡上坎都可以有效的避开障碍物,精准的从障碍物之间穿行,完成喷洒任务;实现无人操作自动喷洒,且完成任务后可以自动返航降落到起飞地点;可以设定好的航迹自动保存,下次工作只需点击地块即可自动工作,完成相应农田的喷洒任务;第一4G模块配有独立供电系统,除了完成双频多星GPS装置与GPS系统的RTK解算提供差分通讯外;还可以在无人机本体断电情况下,根据地面站指令,传送无人机的位置信息,这样可以解决用户担心无人机本体自动飞行丢失找不到的风险,进一步实现无人机自动化。
附图说明
图1为本发明中无人机本体的结构示意图;
图2为本发明的电路原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1、2所示,一种高精度植保机器人无人机,包括无人机本体和地面站系统,无人机本体包括机身1、设置在机身1上的四个电机2、与电机2连接的旋翼3,机身1的底部设置有药箱4,药箱4的底部设置有摄像头5,机身1上设置有两根与药箱4连通的喷洒管6,每根喷洒管上设置有两个喷头61,其中四个电机2对称设置在机身1的两侧,两根喷洒管6也对称设置在机身1的两侧。
机身1内设置有单片机飞控系统21、第一4G模块22、第一PTK模块23、双频多星GPS装置29、图传模块24、数传模块25、遥控接收模块26,单片机飞控21系统分别与第一PTK模块23、遥控接收模块26、图传模块24、数传模块25电性连接,摄像头5与图传模块24电性连接,第一PTK模块23分别与双频多星GPS装置29、第一4G模块22电性连接。
地面站系统包括GPS系统和PC地面站,GPS系统包括依次连接的双频多星GPS基站、第二PTK模块、第二4G模块,PC地面站包括遥控器、计算机以及与计算机连接的数图传一体电台,图传模块24、数传模块25分别与数图传一体电台通信连接,遥控器与遥控接收模块26通信连接,第一4G模块22与第二4G模块通信连接。
其中机身1上还设置有与单片机飞控系统21电性连接的红外传感器7,红外传感器7能够检测前方的障碍物并将检测到的信号传递给单片机飞控系统21。
其中机身1内还设置有与单片机飞控系统21电性连接的电源模块8,电源模块8可以为单片机飞控系统21提供电能。为了方便无人机本体停放,其中机身1的底部设置有机架9。
其中本发明的计算机还通信连接有远程PC端,可以通过远程PC端控制本发明。
本发明中的双频多星GPS装置29与双频多星GPS基站分别收取美国GPS和俄罗斯GNSS以及中国北斗卫星GPS数据;通过数图传一体化电台以及第一4G模块22进行同步差分数据解算,经第一RTK模块23准确获得无人机位置(精度到厘米级);摄影头5与图传模块24相连,通过图传模块24把农田的影像数据及时反馈汇总到计算机;计算机自带地面站软件,自动融合GOOGLE地球地图软件,通过双频多星GPS基站,可以准备从地球软件上定位到当前地面站所在位置;摄像头5获取的影像数据传回计算机可以与当前的谷歌地球影像进行匹配,升级,优化最新的影像到地面站操作地图;此地面站也可以调用全国农村土地确权低空遥感影像作为工作底图;可以通过计算机设置无人机本体喷洒农药线路,规划线路时避开农田障碍物(如电杆、电线)等;通过图数传一体电台把飞行任务,区域传送到单片机飞控系统,无人机即开始自动作业;由于无人机本体定位精度达到厘米级,在地里田间,在爬坡上坎都可以有效的避开障碍物,精准的从障碍物之间穿行,完成喷洒任务;实现无人操作自动喷洒,且完成任务后可以自动返航降落到起飞地点;可以设定好的航迹自动保存,下次工作只需点击地块即可自动工作,完成相应农田的喷洒任务;第一4G模块22配有独立供电系统,除了完成双频多星GPS装置29与GPS系统的RTK解算提供差分通讯外;还可以在无人机本体断电情况下,根据地面站指令,传送无人机的位置信息,这样可以解决用户担心无人机本体自动飞行丢失找不到的风险,进一步实现无人机自动化。
上面所述的实施例是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下,本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。
Claims (7)
1.一种高精度植保机器人无人机,包括无人机本体和地面站系统,所述无人机本体包括机身、设置在机身上的若干个电机、与所述电机连接的旋翼,所述机身的底部设置有药箱,所述药箱的底部设置有摄像头,所述机身上设置有至少一根与所述药箱连通的喷洒管,所述喷洒管上设置有至少一个喷头,其特征在于:所述机身内设置有单片机飞控系统、第一4G模块、第一PTK模块、双频多星GPS装置、图传模块、数传模块、遥控接收模块,所述单片机飞控系统分别与所述第一PTK模块、遥控接收模块、图传模块、数传模块电性连接,所述摄像头与所述图传模块电性连接,所述第一PTK模块分别与所述双频多星GPS装置、第一4G模块电性连接,所述地面站系统包括GPS系统和PC地面站,所述GPS系统包括依次连接的双频多星GPS基站、第二PTK模块、第二4G模块,所述PC地面站包括遥控器、计算机以及与所述计算机连接的数图传一体电台,所述图传模块、数传模块分别与所述数图传一体电台通信连接,所述遥控器与所述遥控接收模块通信连接,所述第一4G模块与所述第二4G模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的高精度植保机器人无人机,其特征在于:所述机身上设置有与所述单片机飞控系统电性连接的红外传感器。
3.根据权利要求1或2所述的高精度植保机器人无人机,其特征在于:所述机身内设置有与所述单片机飞控系统电性连接的电源模块。
4.根据权利要求1所述的高精度植保机器人无人机,其特征在于:所述电机的数量为四个。
5.根据权利要求1所述的高精度植保机器人无人机,其特征在于:所述喷洒管的数量为两根,且对称设置在所述机身的两侧;每根所述喷洒管上设置有两个喷头。
6.根据权利要求1所述的高精度植保机器人无人机,其特征在于:所述机身的底部设置有机架。
7.根据权利要求1所述的高精度植保机器人无人机,其特征在于:所述计算机通信连接有远程PC端。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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