CN105475088A - 一种无人植树机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人机供林区航空影像信息给植树造林作业的无人植树机，属于无人机应用技术领域。无人机在进行用植树装置植树造林的作业的无人植树机上方的低空中飞行，无人机前部的下面安装有光电吊舱，光电吊舱内部安装的高像素数码相机对准无人植树机和周围的林区进行全自动化摄影工作，数码相机的图像传感器将获取的林区航空影像信息输入电子计算机甲储存并成像，数码图像输入飞控机，引导无人机的飞行。林区航空影像信息通过无人机内的无线通信装置甲、无线电波和无人植树机内的无线通信装置乙输入电子计算机乙储存并运算，其运算结果输入无人自控驾驶装置，控制无人植树机后部的植树装置按照造林规划开掘的植树坑进行植树造林作业。

Description

一种无人植树机
技术领域
本发明涉及无人机供林区航空影像信息给植树造林作业的无人植树机，属于无人机应用技术领域。
背景技术
2015年11月26日到12月1日中国北方雾霾浓重，主要是居民冬季采暖燃煤排放二氧化碳、二氧化硫等污染物造成。全世界森林面积的减少是空气质量变差的原因之一。2015年中国提交的应对气候变化国家自主贡献文件确定的目标：‘将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右，森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右。’大力提倡植树造林对减缓气候变化和改善空气质量有益。用有人驾驶的植树机进行植树造林作业时，驾驶员只能看到局部的林区，看不到林区的全景，容易发生漏栽树苗的事故。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供无人机供林区航空影像信息给植树造林作业的无人植树机。
无人植树机后部的植树装置在林区进行种植树苗的作业。在无人植树机上方的低空中有无人机在飞行。无人机前部的下面安装光电吊舱，安装在光电吊舱内的高像素数码相机对准正在进行种植树苗作业的无人植树机和周围的已植树的林区和未植树的林区进行全自动化摄影工作，数码相机内的图像传感器将获得的林区航空影像信息输入电子计算机甲储存并成像，数码图像输入飞控机，引导无人机的飞行。无人机内的锂离子电池甲通过导电线甲分别向无线通信装置甲、电子计算机甲、飞控机、电动机、与电子计算机甲相连的光电吊舱供电。无人机内的无线通信装置甲通过无线电波将林区航空影像信息输入无人植树机内的无线通信装置乙，接着输入电子计算机乙储存并运算，其运算结果通过无人自控驾驶装置来精准控制无人植树机后部的植树装置进行按照植树坑种植树苗的作业，大幅度减少漏种树苗的事故，提高种植树苗的速度和质量。无人机在低空中一旦发现有漏种树苗的空置植树坑现象，便会通知无人植树机立即补种树苗，确保所有的植树坑中栽满树苗。在无人植树机内，锂离子电池乙通过导电线乙分别向无人自控驾驶装置、电子计算机乙、无线通信装置乙供电。由于无人机在空中获取了林区航空影像信息，并向无人植树机提供了详细的林区航空影像信息，从而使得无人植树机内的无人自控驾驶装置能够精准控制无人植树机后部的植树装置进行高质量的种植树苗的作业。
无人机上机载的高像素数码相机具有高分辨率的性能，能精准区分已植树的林区和未植树的林区，能感知林区地面上全部未植树的空置植树坑的数量和分布。高像素的数码相机摄录的已植树的林区的图像和未植树的林区的图像是有明显区别的。无人机上的无线通信装置甲通过无线电波将图像传送给无人植树机中的无线通信装置乙、电子计算机乙、无人自控驾驶装置，引导无人植树机按照植树坑种植树苗，每一个植树坑里种植一棵树苗并填土壅实。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
由无人机1、螺旋桨2、电子计算机甲3、锂离子电池甲4、光电吊舱5、无线通信装置甲6、飞控机7、电动机8、导电线甲9、无人植树机13、植树装置14、锂离子电池乙15、导电线乙16、无人自控驾驶装置17、电子计算机乙18、无线通信装置乙19组成；
由已植树的林区10和未植树的林区11组成林区，无人植树机13在林区装运树苗12进行植树造林，在无人植树机13的后部安装植树装置14，在无人植树机13的机身的前部安装无人自控驾驶装置17，在无人植树机13的机身的中部安装电子计算机乙18，在无人植树机13的机身的后部安装无线通信装置乙19，在无人植树机13的机身的底部安装锂离子电池乙15，在无人植树机13的上方的低空中有无人机1在飞行，在无人机1的前面的旋转轴的前端安装螺旋桨2，在无人机1的机身的前部内安装电动机8，在无人机1的机身的中部安装锂离子电池甲4，在无人机1的机身的顶部安装无线通信装置甲6，在锂离子电池甲4的后方的上部安装电子计算机甲3，在锂离子电池甲4的后方的下部安装飞控机7，在电动机8下方的、无人机1的下面安装光电吊舱5；
在无人机1内，螺旋桨2通过旋转轴与电动机8连接，无线通信装置甲6通过导电线甲9与电子计算机甲3连接，电子计算机甲3通过导电线甲9与光电吊舱5连接，无线通信装置甲6通过导电线甲9与锂离子电池甲4连接，电子计算机甲3通过导电线甲9与锂离子电池甲4连接，锂离子电池甲4通过导电线甲9与电动机8连接，锂离子电池甲4通过导电线甲9与飞控机7连接，飞控机7通过导电线甲9与电动机8连接，电子计算机甲3通过导电线甲9与飞控机7连接，在无人植树机13内，无线通信装置乙19通过导电线乙16与电子计算机乙18连接，电子计算机乙18通过导电线乙16与锂离子电池乙15连接，电子计算机乙18通过导电线乙16与无人自控驾驶装置17连接，无人自控驾驶装置17通过导电线乙16与锂离子电池乙15连接，锂离子电池乙15通过导电线乙16与无线通信装置乙19连接，无人机1内的无线通信装置甲6通过无线电波与无人植树机13内的无线通信装置乙19互联。
锂离子电池甲4和锂离子电池乙15是磷酸铁锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池。
光电吊舱5是内部安装CCD相机的光电吊舱或内部安装CMOS相机的光电吊舱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①实现了精准按植树坑种植树苗并壅实泥土的作业，无人机在低空中获取到林区航空影像信息，通过无线通信装置和无线电波将林区航空影像信息传送给正在进行种植树苗并壅土的作业的无人植树机，使无人植树机根据无人机提供的林区航空影像信息按照植树坑精准种植树苗并壅实树苗根部的填土。②无人机和无人植树机全部由锂离子电池供电，不用化石燃油，采用发电过程中不向空气中排放二氧化碳的光伏电流和风电电流给锂离子电池充电，有利于保护生态环境，有利于减缓气候变化，改善空气质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
无人机在进行用植树装置植树造林的作业的无人植树机上方的低空中飞行，无人机前部的下面安装有光电吊舱，光电吊舱内部安装的高像素数码相机对准无人植树机和周围的林区进行全自动化摄影工作，数码相机的图像传感器将获取的林区航空影像信息输入电子计算机甲储存并成像，数码图像输入飞控机，引导无人机的飞行。林区航空影像信息通过无人机内的无线通信装置甲、无线电波和无人植树机内的无线通信装置乙输入电子计算机乙储存并运算，其运算结果输入无人自控驾驶装置，控制无人植树机后部的植树装置按照造林规划开掘的植树坑进行植树造林作业。
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
由无人机1、螺旋桨2、电子计算机甲3、锂离子电池甲4、光电吊舱5、无线通信装置甲6、飞控机7、电动机8、导电线甲9、无人植树机13、植树装置14、锂离子电池乙15、导电线乙16、无人自控驾驶装置17、电子计算机乙18、无线通信装置乙19组成；
由已植树的林区10和未植树的林区11组成林区，无人植树机13在林区装运树苗12进行植树造林，在无人植树机13的后部安装植树装置14，在无人植树机13的机身的前部安装无人自控驾驶装置17，在无人植树机13的机身的中部安装电子计算机乙18，在无人植树机13的机身的后部安装无线通信装置乙19，在无人植树机13的机身的底部安装锂离子电池乙15，在无人植树机13的上方的低空中有无人机1在飞行，在无人机1的前面的旋转轴的前端安装螺旋桨2，在无人机1的机身的前部内安装电动机8，在无人机1的机身的中部安装锂离子电池甲4，在无人机1的机身的顶部安装无线通信装置甲6，在锂离子电池甲4的后方的上部安装电子计算机甲3，在锂离子电池甲4的后方的下部安装飞控机7，在电动机8下方的、无人机1的下面安装光电吊舱5；
在无人机1内，螺旋桨2通过旋转轴与电动机8连接，无线通信装置甲6通过导电线甲9与电子计算机甲3连接，电子计算机甲3通过导电线甲9与光电吊舱5连接，无线通信装置甲6通过导电线甲9与锂离子电池甲4连接，电子计算机甲3通过导电线甲9与锂离子电池甲4连接，锂离子电池甲4通过导电线甲9与电动机8连接，锂离子电池甲4通过导电线甲9与飞控机7连接，飞控机7通过导电线甲9与电动机8连接，电子计算机甲3通过导电线甲9与飞控机7连接，在无人植树机13内，无线通信装置乙19通过导电线乙16与电子计算机乙18连接，电子计算机乙18通过导电线乙16与锂离子电池乙15连接，电子计算机乙18通过导电线乙16与无人自控驾驶装置17连接，无人自控驾驶装置17通过导电线乙16与锂离子电池乙15连接，锂离子电池乙15通过导电线乙16与无线通信装置乙19连接，无人机1内的无线通信装置甲6通过无线电波与无人植树机13内的无线通信装置乙19互联。
锂离子电池甲4和锂离子电池乙15是磷酸铁锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池。
光电吊舱5是内部安装CCD相机的光电吊舱或内部安装CMOS相机的光电吊舱。
本发明实现了低空中的无人机和林区正在进行种植树苗并壅土作业的无人植树机之间的天地信息互联、共用，无人植树机运用互联的信息来提高按照植树坑种树苗并壅土的作业的速度和质量。
飞行在无人植树机上方的低空中的无人机，通过安装在无人机的前部的下面的光电吊舱内安装的高像素数码相机，对准正在进行种植树苗并壅土作业的无人植树机和周围已植树的林区和未植树的林区进行全自动化摄影工作。以无人机的遥感技术和北斗卫星导航定位技术为核心，将无人机作为飞行平台和全自动化摄影工作平台来获取林区航空影像信息，在电子计算机甲中储存并成像，在飞行控制系统中运用林区航空影像信息的图像，并由无线通信装置甲通过无线电波将林区航空影像信息传送给无人植树机内的无线通信装置乙接收，接收后输入电子计算机乙储存并运算，其运算结果输入无人自控驾驶装置，作为控制无人植树机精准进行种植树苗并壅土作业的主要信息源。无人机在低空中监视无人植树机进行作业的全过程，发现林区有遗漏未种树苗的空置植树坑，立即通知无人植树机补种树苗，确保林区里的植树坑全部种满树苗并壅实填土，有利于林区全部植树坑种满树苗，树苗根部壅实泥土后伸根发芽长树叶快，树苗长大成林快。安装在无人机内的锂离子电池甲供应无人机内全部用电器的用电，安装在无人植树机内的锂离子电池乙供应无人植树机内的全部用电器的用电。
现举出实施例如下：
实施例一：
无人机在进行种植树苗并壅实填土的作业的无人植树机上方的低空中飞行，无人机前部的下面安装有光电吊舱。光电吊舱内部安装的3800万像素CCD相机对准无人植树机和周围的林区进行全自动化摄影工作，CCD相机的图像传感器将获取的林区航空影像信息输入电子计算机甲储存并成像，数码图像输入飞控机，引导无人机的飞行。林区航空影像信息通过无人机内的无线通信装置甲、无线电波和无人植树机内的无线通信装置乙输入电子计算机乙储存并运算，其运算结果输入无人自控驾驶装置，控制无人植树机后部的植树装置进行精准种植树苗并填土的作业。实现了天空中的无人机和林区中的无人植树机的信息互联，使无人植树机根据无人机提供的林区航空影像信息将林区里已经掘好的植树坑全部种满树苗，及时填满土壤，并壅实填土，使树苗根系与土壤密合，树苗容易成活。安装在无人机内的磷酸铁锂锂离子电池甲供应无人机内的用电，安装在无人植树机内的磷酸铁锂锂离子电池乙供应无人植树机内的用电。
实施例二：
无人机在进行种植树苗并壅实填土的作业的无人植树机上方的低空中飞行，无人机前部的下面安装有光电吊舱。光电吊舱内部安装的4000万像素CMOS相机对准无人植树机和周围的林区进行全自动化摄影工作，CMOS相机的图像传感器将获取的林区航空影像信息输入电子计算机甲储存并成像，数码图像输入飞控机，引导无人机的飞行。林区航空影像信息通过无人机内的无线通信装置甲、无线电波和无人植树机内的无线通信装置乙输入电子计算机乙储存并运算，其运算结果输入无人自控驾驶装置，控制无人植树机后部的植树装置进行精准种植树苗并填土的作业。实现了天空中的无人机和林区中的无人植树机的信息互联，使无人植树机根据无人机提供的林区航空影像信息将林区里已经掘好的植树坑全部种满树苗，及时填满土壤，并壅实填土，使树苗根系与土壤密合，树苗容易成活。安装在无人机内的锰酸锂锂离子电池甲供应无人机内的用电，安装在无人植树机内的锰酸锂锂离子电池乙供应无人植树机内的用电。

Claims (3)

1.无人机供林区航空影像信息给植树造林作业的无人植树机，其特征是，由无人机（1）、螺旋桨（2）、电子计算机甲（3）、锂离子电池甲（4）、光电吊舱（5）、无线通信装置甲（6）、飞控机（7）、电动机（8）、导电线甲（9）、无人植树机（13）、植树装置（14）、锂离子电池乙（15）、导电线乙（16）、无人自控驾驶装置（17）、电子计算机乙（18）、无线通信装置乙（19）组成；
由已植树的林区（10）和未植树的林区（11）组成林区，无人植树机（13）在林区装运树苗（12）进行植树造林，在无人植树机（13）的后部安装植树装置（14），在无人植树机（13）的机身的前部安装无人自控驾驶装置（17），在无人植树机（13）的机身的中部安装电子计算机乙（18），在无人植树机（13）的机身的后部安装无线通信装置乙（19），在无人植树机（13）的机身的底部安装锂离子电池乙（15），在无人植树机（13）的上方的低空中有无人机（1）在飞行，在无人机（1）的前面的旋转轴的前端安装螺旋桨（2），在无人机（1）的机身的前部内安装电动机（8），在无人机（1）的机身的中部安装锂离子电池甲（4），在无人机（1）的机身的顶部安装无线通信装置甲（6），在锂离子电池甲（4）的后方的上部安装电子计算机甲（3），在锂离子电池甲（4）的后方的下部安装飞控机（7），在电动机（8）下方的、无人机（1）的下面安装光电吊舱（5）；
在无人机（1）内，螺旋桨（2）通过旋转轴与电动机（8）连接，无线通信装置甲（6）通过导电线甲（9）与电子计算机甲（3）连接，电子计算机甲（3）通过导电线甲（9）与光电吊舱（5）连接，无线通信装置甲（6）通过导电线甲（9）与锂离子电池甲（4）连接，电子计算机甲（3）通过导电线甲（9）与锂离子电池甲（4）连接，锂离子电池甲（4）通过导电线甲（9）与电动机（8）连接，锂离子电池甲（4）通过导电线甲（9）与飞控机（7）连接，飞控机（7）通过导电线甲（9）与电动机（8）连接，电子计算机甲（3）通过导电线甲（9）与飞控机（7）连接，在无人植树机（13）内，无线通信装置乙（19）通过导电线乙（16）与电子计算机乙（18）连接，电子计算机乙（18）通过导电线乙（16）与锂离子电池乙（15）连接，电子计算机乙（18）通过导电线乙（16）与无人自控驾驶装置（17）连接，无人自控驾驶装置（17）通过导电线乙（16）与锂离子电池乙（15）连接，锂离子电池乙（15）通过导电线乙（16）与无线通信装置乙（19）连接，无人机（1）内的无线通信装置甲（6）通过无线电波与无人植树机（13）内的无线通信装置乙（19）互联。
2.根据权利要求1所述的无人机供林区航空影像信息给植树造林作业的无人植树机，其特征是，所述的锂离子电池甲（4）和锂离子电池乙（15）是磷酸铁锂锂离子电池或钴酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池。
3.根据权利要求1所述的无人机供林区航空影像信息给植树造林作业的无人植树机，其特征是，所述的光电吊舱（5）是内部安装CCD相机的光电吊舱或内部安装CMOS相机的光电吊舱。
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