CN106613571B - 一种农药喷洒方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种农药喷洒方法及系统，方法包括：获取飞机飞行位置的实际风速；获取飞机的位置；所述飞机的位置包括飞机的飞行高度和经纬坐标；根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点；所述农药的实际落点为农药被风力影响后实际落地的位置；根据所述农药的实际落点计算农药的落点偏移量；所述农药的落点偏移量为所述农药的实际落点相对计划落点的偏差；所述计划落点为在无风情况下农药落地的位置；根据所述农药的落点偏移量调整飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值。本申请的技术方案通过计算风的影响而改变飞行路线的方式，保证农药能够落在预定的区域，减少农药的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及农业自动化领域，特别是涉及一种农药喷洒方法及系统。
背景技术
在现有技术中，农药自动喷洒多采用无人机进行自动喷洒。在喷洒前，预先设定好喷洒区域，从而规划出飞行路线。无人机按照固定的飞行路线飞行实现自动喷洒。然而，农药在空中漂浮的过程中容易受到各种因素的干扰，从而使农药不能洒落在预定的区域。
发明内容
本发明为了保证农药能够落在预定的区域，提供了一种根据风速风向改变飞行方向的农药喷洒方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种农药喷洒方法，包括：
获取飞机飞行位置的实际风速；
获取飞机的位置；所述飞机的位置包括飞机的飞行高度和经纬坐标；
根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点；所述农药的实际落点为农药被风力影响后实际落地的位置；
根据所述农药的实际落点计算农药的落点偏移量；所述农药的落点偏移量为所述农药的实际落点相对计划落点的偏差；所述计划落点为当飞机在无风情况下按照预定路线飞行时农药落地的位置；
根据所述农药的落点偏移量调整飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值。
可选的，所述获取飞机飞行位置的实际风速，具体包括：
获取飞机飞行过程中机身上风速检测装置测得的风速；
获取飞机飞行的速度；
根据所述风速检测装置测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速。
可选的，所述获取飞机飞行的速度，具体包括：
获取光学测距仪或雷达测量的飞机飞行的速度。
可选的，所述根据所述风速检测装置测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速，具体包括：
计算与所述飞机飞行的速度大小相等且方向相反的矢量，得到因飞机飞行产生的风速；
将所述风速检测装置测得的风速和所述因飞机飞行产生的风速进行矢量相减得到所述飞行位置的实际风速。
可选的，所述根据所述农药的落点偏移量调整所述飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值，具体包括：
根据所述农药的落点偏移量的方向，控制飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动；
根据所述农药的落点偏移量的大小，控制飞机飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动的距离。
本发明还公开了一种农药喷洒系统，包括：控制模块、风速检测模块、飞行速度检测模块、定位模块、飞行调整模块；
所述控制模块，包括风速单元、位置单元、落点计算单元、飞行控制单元；
所述风速单元用于获取飞机飞行位置的实际风速；
所述位置单元用于获取飞机的位置；所述飞机的位置包括飞机的飞行高度和经纬坐标；
所述落点计算单元用于根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点；根据所述农药的实际落点计算农药的落点偏移量；所述农药的实际落点为农药被风力影响后实际落地的位置；所述农药的落点偏移量为所述农药的实际落点相对计划落点的偏差；所述计划落点为当飞机在无风情况下按照预定路线飞行时农药落地的位置；
所述飞行控制单元用于根据所述农药的落点偏移量调整飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值；
所述风速检测模块，用于检测飞机在飞行过程中机身旁的风速，并将检测得到的机身旁的风速发送到所述控制模块；所述检测得到的机身旁的风速为因飞机飞行产生的风速和实际风速合成的风速；
所述飞行速度检测模块，用于检测飞机的飞行速度，并将所述飞机的飞行速度发送到所述控制模块；
所述定位模块，用于检测飞机的位置，并将所述飞机飞行的高度和飞机的位置发送到所述控制模块；
所述飞行调整模块，用于在所述控制模块的控制下，调整飞机的飞行路线。
可选的，所述风速单元包括：
风速获取子单元，用于获取飞机飞行过程中机身上风速检测装置测得的风速；获取飞机飞行的速度；
风速计算子单元，用于根据所述风速检测装置测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速。
可选的，所述飞行控制单元包括：
方向控制子单元，用于根据所述农药的落点偏移量的方向，控制飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动；
距离控制子单元，用于根据所述农药的落点偏移量的大小，控制飞机飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动的距离。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
1、本申请的技术方案通过计算风的影响而改变飞行路线的方式，保证农药能够落在预定的区域，减少农药的浪费。
2、本申请通过利用飞机飞行速度和风速检测装置测得的风速进行实际风速的实时计算，从而实时调整飞机的飞行路线，使得飞机的飞行路线调整结果更加准确，从而保证农药洒在预定区域的准确率极高。
3、本申请检测到的实际风速是飞机当前位置的实际风速，从而使得本申请的方法能够随时根据当前风速的大小调整飞行路线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种农药喷洒方法实施例的方法流程图；
图2为本发明一种农药喷洒方法实施例的实际风速计算方法的方法流程图；
图3为本发明一种农药喷洒方法实施例的计算农药的实际落点的方法流程图；
图4为本发明一种农药喷洒系统实施例的系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种农药喷洒方法及系统。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种农药喷洒方法实施例的方法流程图。
参见图1，一种农药喷洒方法，包括：
步骤101：获取飞机飞行位置的实际风速；
步骤102：获取飞机的位置；所述飞机的位置包括飞机的飞行高度和经纬坐标；
步骤103：根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点；所述农药的实际落点为农药被风力影响后实际落地的位置；
步骤104：根据所述农药的实际落点计算农药的落点偏移量；所述农药的落点偏移量为所述农药的实际落点相对计划落点的偏差；所述计划落点为当飞机在无风情况下按照预定路线飞行时农药落地的位置；
步骤105：根据所述农药的落点偏移量调整飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值。
图2为本发明一种农药喷洒方法实施例的实际风速计算方法的方法流程图。
参见图2，所述获取飞机飞行位置的实际风速，具体包括：
步骤201：获取飞机飞行过程中机身上风速检测装置测得的风速；
步骤202：获取飞机飞行的速度；
步骤203：根据所述风速检测装置测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速。
可选的，所述获取飞机飞行的速度，具体包括：
获取光学测距仪或雷达测量的飞机飞行的速度。
可选的，所述根据所述风速检测装置测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速，具体包括：
计算与所述飞机飞行的速度大小相等且方向相反的矢量，得到因飞机飞行产生的风速；
将所述风速检测装置测得的风速和所述因飞机飞行产生的风速进行矢量相减得到所述飞行位置的实际风速。
图3为本发明一种农药喷洒方法实施例的计算农药的实际落点的方法流程图。
参见图3，所述根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点，具体包括：
步骤301：获取飞机喷淋装置喷头喷孔的大小；
步骤302：根据所述喷孔的大小确定农药液珠的质量；
步骤303：根据所述实际风速和所述农药液珠的质量计算农药因风力的影响产生的加速度；
步骤304：根据重力加速度和因风力影响产生的加速度计算合成加速度；
步骤305：在考虑空气阻力的情况下，根据所述合成加速度和所述飞机的经纬坐标模拟所述农药的下落曲线；
步骤306：当下落高度为飞机的高度时，确定农药的经纬坐标，得到农药的实际落点。
可选的，所述根据所述农药的落点偏移量调整所述飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值，具体包括：
根据所述农药的落点偏移量的方向，控制飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动；
根据所述农药的落点偏移量的大小，控制飞机飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动的距离。
可选的，在获取飞机飞行位置的实际风速之后，还包括：
当所述实际风速超过设定风速阈值之后，向远程控制中心发出报警信号；当风力过大时，通过调整飞机的飞行路线无法保证农药喷洒在预定的区域，所述设定风速阈值为通过调整飞机的飞行路线能够保证农药喷洒在预定的区域的最大风速；作为本申请的一个实施例，所述设定风速阈值设定为8m/s；
停止喷洒农药；
保存飞机飞行的路线和完成喷洒的区域；
控制飞机按照预定路线返回。
图4为本发明一种农药喷洒系统实施例的系统结构图。
参见图4，一种农药喷洒系统，包括：控制模块401、风速检测模块402、飞行速度检测模块403、定位模块404、飞行调整模块405；
所述控制模块401，包括风速单元406、位置单元407、落点计算单元408、飞行控制单元409；
所述风速单元406用于获取飞机飞行位置的实际风速；
所述位置单元407用于获取飞机的位置；所述飞机的位置包括飞机的飞行高度和经纬坐标；
所述落点计算单元408用于根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点；根据所述农药的实际落点计算农药的落点偏移量；所述农药的实际落点为农药被风力影响后实际落地的位置；所述农药的落点偏移量为所述农药的实际落点相对计划落点的偏差；所述计划落点为当飞机在无风情况下按照预定路线飞行时农药落地的位置；
所述飞行控制单元409用于根据所述农药的落点偏移量调整飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值；
所述风速检测模块402，用于检测飞机在飞行过程中机身旁的风速，并将检测得到的机身旁的风速发送到所述控制模块401；所述检测得到的机身旁的风速为因飞机飞行产生的风速和实际风速合成的风速；
所述飞行速度检测模块403，用于检测飞机的飞行速度，并将所述飞机的飞行速度发送到所述控制模块401；
所述定位模块404，用于检测飞机的位置，并将所述飞机的位置发送到所述控制模块401；
所述飞行调整模块405，用于在所述控制模块的控制下，调整飞机的飞行路线。
可选的，所述风速单元406包括：
风速获取子单元410，用于获取飞机飞行过程中机身上风速检测装置402测得的风速；获取飞机飞行的速度；
风速计算子单元411，用于根据所述风速检测装置402测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速。
可选的，所述所述落点计算单元408包括重力计算子单元412、加速度计算子单元413、曲线模拟子单元414和实际落点确定子单元415；
所述重力计算子单元412用于获取飞机喷淋装置喷头喷孔的大小；根据所述喷孔的大小确定农药液珠的重力；
所述加速度计算子单元413用于根据所述实际风速和所述农药液珠的重力计算农药因风力的影响产生的加速度；根据重力加速度和因风力影响产生的加速度计算合成加速度；
所述曲线模拟子单元414用于在考虑空气阻力的情况下，根据所述合成加速度和所述飞机的经纬坐标模拟农药的下落曲线；
所述实际落点确定子单元415用于当下落高度为飞机的高度时，确定农药的经纬坐标，得到农药的实际落点。
可选的，所述飞行控制单元409包括：
方向控制子单元416，用于根据所述农药的落点偏移量的方向，控制飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动；
距离控制子单元417，用于根据所述农药的落点偏移量的大小，控制飞机飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动的距离。
可选的，所述系统还包括显示模块418；所述显示模块418用于显示所述风速检测装置测得的风速、所述飞机飞行的速度、所述实际风速、所述飞机的位置、所述计划落点、所述农药的实际落点、所述落点偏移量、飞机的预定飞行路线和经调整后的飞行路线等信息。
可选的，所述控制模块401还包括报警单元419、喷洒控制单元420、存储单元421；
所述报警单元419用于当所述实际风速超过设定风速阈值之后，向远程控制中心发出报警信号；当风力过大时，通过调整飞机的飞行路线无法保证农药喷洒在预定的区域，所述设定风速阈值为通过调整飞机的飞行路线能够保证农药喷洒在预定的区域的最大风速；作为本申请的一个实施例，所述设定风速阈值设定为8m/s；
所述喷洒控制单元420用于控制农药的喷洒，包括开始喷洒、停止喷洒、喷洒的压力和喷洒的量等，当所述报警单元419发出报警信号后，所述喷洒控制单元420控制发出停止喷洒的控制信号；
所述存储单元421用于存储信息，比如所述风速检测装置测得的风速、所述飞机飞行的速度、所述实际风速、所述飞机的位置、所述计划落点、所述农药的实际落点、所述落点偏移量、飞机的预定飞行路线和经调整后的飞行路线，作为本发明的一个实施例，当停止喷洒时，所述存储单元421用于保存飞机飞行的路线和完成喷洒的区域。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种农药喷洒方法，其特征在于，包括：
获取飞机飞行位置的实际风速；
获取飞机的位置；所述飞机的位置包括飞机的飞行高度和经纬坐标；
根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点；所述农药的实际落点为农药被风力影响后实际落地的位置；
根据所述农药的实际落点计算农药的落点偏移量；所述农药的落点偏移量为所述农药的实际落点相对计划落点的偏差；所述计划落点为当飞机在无风情况下按照预定路线飞行时农药落地的位置；
根据所述农药的落点偏移量调整飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值；
所述根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点，具体包括：
获取飞机喷淋装置喷头喷孔的大小；
根据所述喷孔的大小确定农药液珠的质量；
根据所述实际风速和所述农药液珠的质量计算农药因风力的影响产生的加速度；
根据重力加速度和因风力影响产生的加速度计算合成加速度；
在考虑空气阻力的情况下，根据所述合成加速度和所述飞机的经纬坐标模拟所述农药的下落曲线；
当下落高度为飞机的高度时，确定农药的经纬坐标，得到农药的实际落点；
所述获取飞机飞行位置的实际风速，具体包括：
获取飞机飞行过程中机身上风速检测装置测得的风速；
获取飞机飞行的速度；
根据所述风速检测装置测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速；
所述根据所述风速检测装置测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速，具体包括：
计算与所述飞机飞行的速度大小相等且方向相反的矢量，得到因飞机飞行产生的风速；
将所述风速检测装置测得的风速和所述因飞机飞行产生的风速进行矢量相减得到所述飞行位置的实际风速；
在获取飞机飞行位置的实际风速之后，还包括：
当所述实际风速超过设定风速阈值之后，向远程控制中心发出报警信号；
停止喷洒农药；
保存飞机飞行的路线和完成喷洒的区域；
控制飞机按照预定路线返回。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取飞机飞行的速度，具体包括：
获取光学测距仪或雷达测量的飞机飞行的速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述农药的落点偏移量调整所述飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值，具体包括：
根据所述农药的落点偏移量的方向，控制飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动；
根据所述农药的落点偏移量的大小，控制飞机飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动的距离。
4.一种农药喷洒系统，其特征在于，包括：控制模块、风速检测模块、飞行速度检测模块、定位模块、飞行调整模块；
所述控制模块，包括风速单元、位置单元、落点计算单元、飞行控制单元；
所述风速单元用于获取飞机飞行位置的实际风速；
所述位置单元用于获取飞机的位置；所述飞机的位置包括飞机的飞行高度和经纬坐标；
所述落点计算单元用于根据所述实际风速和所述飞机的位置计算农药的实际落点；根据所述农药的实际落点计算农药的落点偏移量；所述农药的实际落点为农药被风力影响后实际落地的位置；所述农药的落点偏移量为所述农药的实际落点相对计划落点的偏差；所述计划落点为当飞机在无风情况下按照预定路线飞行时农药落地的位置；
所述飞行控制单元用于根据所述农药的落点偏移量调整飞机的飞行路线，使所述农药的落点偏移量小于设定的阈值；
所述风速检测模块，用于检测飞机在飞行过程中机身旁的风速，并将检测得到的机身旁的风速发送到所述控制模块；所述检测得到的机身旁的风速为因飞机飞行产生的风速和实际风速合成的风速；
所述飞行速度检测模块，用于检测飞机的飞行速度，并将所述飞机的飞行速度发送到所述控制模块；
所述定位模块，用于检测飞机的位置，并将所述飞机的位置发送到所述控制模块；
所述飞行调整模块，用于在所述控制模块的控制下，调整飞机的飞行路线；
实际落点的具体计算方法为：
获取飞机喷淋装置喷头喷孔的大小；
根据所述喷孔的大小确定农药液珠的质量；
根据所述实际风速和所述农药液珠的质量计算农药因风力的影响产生的加速度；
根据重力加速度和因风力影响产生的加速度计算合成加速度；
在考虑空气阻力的情况下，根据所述合成加速度和所述飞机的经纬坐标模拟所述农药的下落曲线；
当下落高度为飞机的高度时，确定农药的经纬坐标，得到农药的实际落点；
所述风速单元包括：
风速获取子单元，用于获取飞机飞行过程中机身上风速检测装置测得的风速；获取飞机飞行的速度；
风速计算子单元，用于根据所述风速检测装置测得的风速和所述飞机飞行的速度计算飞行位置的实际风速；
实际风速的具体计算方法为：
计算与所述飞机飞行的速度大小相等且方向相反的矢量，得到因飞机飞行产生的风速；
将所述风速检测装置测得的风速和所述因飞机飞行产生的风速进行矢量相减得到所述飞行位置的实际风速；
所述控制模块还包括报警单元、喷洒控制单元、存储单元；所述报警单元用于当所述实际风速超过设定风速阈值之后，向远程控制中心发出报警信号；所述喷洒控制单元用于控制农药的喷洒；当所述报警单元发出报警信号后，所述喷洒控制单元控制发出停止喷洒的控制信号；所述存储单元用于存储信息；当停止喷洒时，所述存储单元用于保存飞机飞行的路线和完成喷洒的区域。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述飞行控制单元包括：
方向控制子单元，用于根据所述农药的落点偏移量的方向，控制飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动；
距离控制子单元，用于根据所述农药的落点偏移量的大小，控制飞机飞机向所述落点偏移量的方向的反方向移动的距离。
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| CN106613571A (zh) | 2017-05-10 |
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