CN107289944A - 一种控制无人机植保作业的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种控制无人机植保作业的方法，包括如下步骤：获取待作业农田区域的地块信息，并根据所述地块信息生成初始作业地块；接收对所述初始作业地块的纠偏操作；根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量，并根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块；根据纠偏后的实际作业地块规划出无人机植保作业的航线；控制无人机按照所规划出的航线进行植保作业。本发明通过调节待纠偏初始作业地块的边界经纬度，重新生成用户需求的实际作业地块，而无需重新实地测绘地块，便捷用户操作，提高了无人机植保作业的精准性。

Description

一种控制无人机植保作业的方法及装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种控制无人机植保作业的方法及装置。

背景技术

随着植保无人机技术的发展，越来越多的用户开始采用无人机进行植保作业，尤其是利用无人机进行农药喷洒和化肥喷洒等，具有对农作物损害小、农药利用率高、降低劳动强度等优点。

植保无人机在进行植保作业时，通常是按照既定的飞行航线进行作业或者由操控员通过遥控器控制无人机飞行。若使得无人机按照既定的飞行航线进行飞行，需要提前进行航线规划，即计算机软件系统根据采集到的地块信息，创建与实际地块相匹配的作业地块，并计算出覆盖地块的合理航线；

但是，经常会出现实际作业期间无人机所飞行区域偏离了所选择的实际地块的现象，无法达到预计的作业效果，由此说明，预先采集到的地块信息有所偏差，使得在用户终端所创建的作业地块与实际地块不匹配，造成最终作业的地块与实际地块有所偏移；为了解决这种问题，只能重新测绘实际地块的地块信息，增加了操作的繁琐性，延长了植保作业时间，加大了人工劳动强度，使得植保作业的效率和质量受到了严重影响。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种控制无人机植保作业的方法及装置，其能提高无人机作业的精准性，在不重新测绘地块的前提下重新生成与实际地块相匹配的作业地块并进行作业，便于用户使用，提高了植保作业的效率。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：一种控制无人机植保作业的方法，包括如下步骤：

1）获取待作业农田区域的地块信息，并根据所述地块信息生成初始作业地块；

2）接收对所述初始作业地块的纠偏操作；

3）根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量，并根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块；

4）根据纠偏后的实际作业地块规划出无人机植保作业的航线；

5）控制无人机按照所规划出的航线进行植保作业。

优选地，所述获取待作业农田区域的地块信息，并根据所述地块信息生成初始作业地块具体为：

接收预置的固定基站发送的定位差分信息，采用所述定位差分信息进行定位；

根据所述定位差分信息获取边界点的定位坐标；

根据所述边界点的定位坐标生成待作业农田区域的地块信息；

针对所获取的地块信息绘制初始作业地块边界线，从而创建而成初始作业地块。

优选地，所述步骤2）中纠偏操作为：操作人员对编辑页面中的触屏方向按钮的点触操作。

优选地，所述步骤3）根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量，并根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块具体为：

获取所述初始作业地块中初始航点A在编辑界面中的位置；

获取所述实际作业地块中初始航点B在编辑界面中的位置；

根据所述初始航点A和初始航点B在编辑界面中的位置确定所述初始作业地块的偏移方向和偏移量；

根据所述偏移方向和偏移量将对所述初始作业地块进行纠偏，生成纠偏后的实际作业地块。

优选地，所述步骤4)根据纠偏后的实际作业地块规划出无人机植保作业的航线具体为：

确定实际作业地块的起始边并设置飞行参数；

在所述实际作业地块内构建与所述起始边平行的一组直线段，相邻直线段的间距为一个喷幅；

顺次首尾连接该组直线段从而构成无人机植保作业的航线。

另一方面，本发明提供了一种控制无人机植保作业的装置，包括：

第一生成模块：用于根据所述地块信息生成初始作业地块；

接收模块：用于接收对所述初始作业地块的纠偏操作；

纠偏模块：用于根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量；

第二生成模块：用于根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块；

航线规划模块：用于根据所生成的实际作业地块规划出植保作业航线；

控制植保作业模块：用于控制无人机按照规划出的植保作业航线进行植保作业。

优选地，所述第一生成模块包括：

定位差分信息获取模块：用于接收预置的固定基站发送的定位差分信息；

边界点定位坐标获取模块：用于根据所述定位差分信息获取边界点的定位坐标；

地块信息生成模块：用于根据所述边界点的定位坐标生成待作业农田区域的地块信息；

绘制模块：用于根据所获取的地块信息绘制初始作业地块边界线，从而创建而成初始作业地块。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明通过调节待纠偏初始作业地块的边界经纬度，重新生成用户需求的实际作业地块，而无需重新实地测绘地块，便捷用户操作，提高了无人机植保作业的精准性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的控制无人机植保作业方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例提供获取待作业农田区域的地块信息，并根据所述地块信息生成初始作业地块的步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量，并根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块的步骤流程图；

图4为本发明实施例提供的根据纠偏后的实际作业地块规划出无人机植保作业的航线的步骤流程图；

图5为本发明实施例提供的控制无人机植保作业的装置的结构框图；

图6为本发明实施例所提供第一生成模块的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用 新型实施例中的附图，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作出创造性 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。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例：

参阅图1，示出了本发明一种控制无人机植保作业方法的步骤流程图，所述控制无人机植保作业方法的步骤具体为：

S1、获取待作业农田区域的地块信息，并根据所述地块信息生成初始作业地块；

具体地，如图2所示，包括如下子步骤：

S101、接收预置的固定基站发送的定位差分信息，采用所述定位差分信息进行定位；

通常，在获取地块信息之前需要配置RTK基站，RTK(Real-time kinematic)是一种载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，通过将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标；RTK基站能够通过接收预置的固定基站发送的定位差分信息，采用所述定位差分信息进行定位；

其中，固定基站可以用于精准地定位地理位置上的某一坐标点，通过分析某一位置与该固定基站之间的相对位置，从而能够准确地获得该位置的坐标点，采用固定基站方式所确定的位置信息通常能够达到厘米级，具有较高的精度。

S102、根据所述定位差分信息获取边界点的定位坐标；

具体地，操作人员在创建初始作业地块前需要携带RTK测量仪沿着实际农田作业区域的边界进行打点，并接收固定基站发送的定位差分信息，计算获得该边界点的定位坐标，即经纬度坐标；

S103、根据所述边界点的定位坐标生成待作业农田区域的地块信息；

S104、针对所获取的地块信息绘制初始作业地块边界线，从而创建而成初始作业地块。

具体操作时，将无人机与植保作业APP建立通信连接，获取待作业农田区域在GPS地图上的地理坐标，将选取的各边界点的经纬度坐标输入到植保作业APP，植保作业APP根据各边界点的经纬度坐标，生成初始作业地块的边界线，从而创建出闭合区域的初始作业地块。

S2、接收对所述初始作业地块的纠偏操作；

具体地，自定义一个地块挪移器，操作人员可以通过触发编辑界面上的“东”“西”“南”“北”四个方向偏移功能键和一个复位键来实现对初始作业地块的纠偏操作。

S3、根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量，并根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块；

编辑界面上的“东”“西”“南”“北”四个偏向功能键，北向偏移为正，南向偏移为负，东向偏移为正，西向偏移为负，方向偏移功能键每点击一次，会对相应的偏移量进行修改，。例如，以触发一下方向功能键，对应偏移0.5米为单位，触发“北”偏向功能键，向北偏移0.5米，触发两下“东”偏向功能键，向东偏移1米，另外，编辑界面上设有“复位”键，触发“复位”键，代表放弃此次的所有修改，可以恢复到初始作业地块状态。

具体地，参阅图3，该步骤S3包括如下子步骤：

S301、获取所述初始作业地块中初始航点A在编辑界面中的位置；

S302、获取所述实际作业地块中初始航点B在编辑界面中的位置；

S303、根据所述初始航点A和初始航点B在编辑界面中的位置确定所述初始作业地块的偏移方向和偏移量；

S304、根据所述偏移方向和偏移量将对所述初始作业地块进行纠偏，生成纠偏后的实际作业地块。

具体操作如下：本实施例中选择起始点，即初始航点Ａ为参考点，将无人机放置在实际农田作业区域的起始点，即初始航点B，并将无人机与植保作业APP建立通信连接，初始航点B显示于编辑界面内，通过在编辑界面内操作偏向功能键，将初始航点Ａ移动到初始航点B处，即实现对初始作业地块的纠偏操作，使得纠偏后获得的实际作业地块与待作业农田区域相匹配。

为了降低误差，通过经纬度信息换算成手机屏幕上的点坐标组，坐标形式为（x,y）, 地块挪移器的偏移量操作对应（x,y）的偏移，比如：向北挪移一个距离yDistance（向北挪移该值为正，南为负）,向东挪移一个距离xDistance(向东挪移该值为正，西为负)，那么挪移后点坐标发生的变化为（x,y)—>(x+xDistance,y+yDistance)，注意是地块所有点坐标整体变化。每挪移一次，都要重复更新地图上绘制的地块位置，即从初始航点Ａ到初始航点B挪移的过程中，每挪移一次，会重新更新地图上绘制的地块位置，屏幕上侧同时配有本次操作后的偏移量指示，展示给用户比较直观的结果。当初始航点Ａ与初始航点B重合时，初始作业地块的纠偏操作完成，获取各点坐标值，将各点坐标值重新换算成经纬度坐标，进行储存，取更改后的经纬度坐标返回到作业界面，纠偏后的实际作业地块信息传送给飞控。

另外，需要说明的是，将地块边界点的经纬度信息换算成手机屏幕上的点坐标组，坐标形式为（x,y）的具体方法为：

根据地球半径和地块边界点的经纬度信息，采用如下公式进行转换获得投影到屏幕上的点坐标组，（x,y）=（地球半径*经度，地球半径*纬度），其中，公式中经纬度为弧度。

另外，将屏幕上移动后的各点坐标值换算成纠偏后实际地块的经纬度坐标的具体方法为：

a、先根据待作业农田区域边界点的经纬度信息算出地块的实际周长C1；

b、再根据投影到屏幕上的点坐标组计算出初始作业地块的周长C2;

c、获取实际地块与屏幕中地块的比例尺为radio=C2:C 1;

d、每次移动最小精度为0.5米，移动n次，屏幕上的移动距离为offset = n* 0.5 *radio(m)，移动后的坐标点为，根据球体的三角函数计算出实际对应的经纬度(现有计算公式，此处不再赘述)。

S4、根据纠偏后的实际作业地块规划出无人机植保作业的航线；

具体地，参阅图4，所述步骤S4包括如下子步骤：

S401、确定实际作业地块的起始边并设置飞行参数；

其中，飞行参数包含飞行速度、飞行高度、喷幅宽度等。所述飞行参数可由用户自行设定， 例，喷幅宽度为植保作业时药液喷洒覆盖的宽度；可以根据农作物具体生长状况和药液喷洒量设置无人机飞行高度和速度。

S402、在所述实际作业地块内构建与所述起始边平行的一组直线段，相邻直线段的间距为一个喷幅；

相邻直线段的间距为一个喷幅，从而能够保证植保作业时将作业地块内全部区域覆盖。

S403、顺次首尾连接该组直线段从而构成无人机植保作业的航线。

S5、控制无人机按照所规划出的航线进行植保作业。

另一方面，本发明提供了一种控制无人机植保作业的装置，如图5所示，包括：

第一生成模块：用于根据所述地块信息生成初始作业地块；

在本发明实施例中的一种优选实施例中，参阅图6，第一生成模块包括：

定位差分信息获取模块：用于接收预置的固定基站发送的定位差分信息；

边界点定位坐标获取模块：用于根据所述定位差分信息获取边界点的定位坐标；

地块信息生成模块：用于根据所述边界点的定位坐标生成待作业农田区域的地块信息；

绘制模块：用于根据所获取的地块信息绘制初始作业地块边界线，

从而创建而成初始作业地块。

接收模块：用于接收对所述初始作业地块的纠偏操作；

纠偏模块：用于根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量；

第二生成模块：用于根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块；

航线规划模块：用于根据所生成的实际作业地块规划出植保作业航线；

控制植保作业模块：用于控制无人机按照规划出的植保作业航线进行植保作业。

本实施例所述的控制无人机植保作业的装置用于执行上述实施例所述的控制无人机植保作业的方法，其技术原理和产生的技术效果类似，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种控制无人机植保作业的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）获取待作业农田区域的地块信息，并根据所述地块信息生成初始作业地块；

2）接收对所述初始作业地块的纠偏操作；

3）根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量，并根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块；

4）根据纠偏后的实际作业地块规划出无人机植保作业的航线；

5）控制无人机按照所规划出的航线进行植保作业。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述获取待作业农田区域的地块信息，并根据所述地块信息生成初始作业地块具体为：

接收预置的固定基站发送的定位差分信息，采用所述定位差分信息进行定位；

根据所述定位差分信息获取边界点的定位坐标；

根据所述边界点的定位坐标生成待作业农田区域的地块信息；

针对所获取的地块信息绘制初始作业地块边界线，从而创建而成初始作业地块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中纠偏操作为：操作人员对编辑页面中的触屏方向按钮的点触操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3）根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量，并根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块具体为：

获取所述初始作业地块中初始航点A在编辑界面中的位置；

获取所述实际作业地块中初始航点B在编辑界面中的位置；

根据所述初始航点A和初始航点B在编辑界面中的位置确定所述初始作业地块的偏移方向和偏移量；

根据所述偏移方向和偏移量将对所述初始作业地块进行纠偏，生成纠偏后的实际作业地块。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)根据纠偏后的实际作业地块规划出无人机植保作业的航线具体为：

确定实际作业地块的起始边并设置飞行参数；

在所述实际作业地块内构建与所述起始边平行的一组直线段，相邻直线段的间距为一个喷幅；

顺次首尾连接该组直线段从而构成无人机植保作业的航线。

6.一种控制无人机植保作业的装置，其特征在于，包括：

第一生成模块：用于根据所述地块信息生成初始作业地块；

接收模块：用于接收对所述初始作业地块的纠偏操作；

纠偏模块：用于根据所述纠偏操作获取所述初始作业地块的偏移量；

第二生成模块：用于根据所述偏移量生成纠偏后的实际作业地块；

航线规划模块：用于根据所生成的实际作业地块规划出植保作业航线；

控制植保作业模块：用于控制无人机按照规划出的植保作业航线进行植保作业。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一生成模块包括：

定位差分信息获取模块：用于接收预置的固定基站发送的定位差分信息；

边界点定位坐标获取模块：用于根据所述定位差分信息获取边界点的定位坐标；

地块信息生成模块：用于根据所述边界点的定位坐标生成待作业农田区域的地块信息；

绘制模块：用于根据所获取的地块信息绘制初始作业地块边界线，从而创建而成初始作业地块。