CN108205326A - 无人机作业的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种无人机作业的方法及装置,其中所述方法包括获取待作业的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;将无人机的飞行高度调整至所述安全高度,并按照所述安全高度飞往所述地理位置信息所对应的位置;在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业。本发明实施例可以由无人机自主飞行到每个作物中进行螺旋飞行,飞行曲线连续,对每个作物进行覆盖性地喷洒,并根据螺旋状态精确控制药量,可以达到精准喷洒的效果。
Description
技术领域
本发明涉及无人飞行器技术领域,特别是涉及一种无人机作业的方法以及一种无人机作业的装置。
背景技术
无人驾驶飞机简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV),是一种不载人飞机。无人机的用途广泛,经常被应用于植保、城市管理、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业。
随着无人机植保技术的发展,使得无人机植保具有对作物损害小、农药利用率高等特点。越来越多的农户或农场主利用无人机进行植保作业,特别是利用无人机进行农药喷洒和化肥喷洒。
现有的农业植保无人机作业一般只针对大面积、植株小并且种植密集的农作物,这种作物一般种植在地势平坦而且空旷的农田上,所以可以通过无人机按指定行距一行行扫描喷洒即可覆盖所有作业面积,并控制好喷洒药量以达到精准喷洒的目的。
针对果树类型的作物,由于其生长在不同的地形地貌下,而且树的高度不一,导致作业环境复杂,因此目前针对果树类型的作物,无人机植保方式一般都是通过手动遥控无人机进行作物农药喷洒。
然而,这种通过手动遥控无人机进行作物农药喷洒的方式会存在如下不足:
第一,由于通过手动遥控无人机喷洒果树的方法需要操作人员全程参与,人力成本较高;
第二,果树容易遮挡人的视线,增加了操作人员控制无人机的难度,导致人工作业失误增加,很容易造成有些果树漏喷,甚至飞行事故;
第三,人为控制农药喷洒很难把控喷洒药量,达不到精准喷洒的效果。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种无人机作业的方法和相应的一种无人机作业的装置。
为了解决上述问题,本发明实施例公开了一种无人机作业的方法,所述方法包括:
获取待作业的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
将无人机的飞行高度调整至所述安全高度,并按照所述安全高度飞往所述地理位置信息所对应的位置;
在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业。
优选地,所述作业对象有多个,所述方法还包括:
当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;
若是,则在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行螺旋喷洒作业;
若否,则按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行螺旋喷洒作业。
优选地,所述方法还包括:
获取无人机起飞时的起点位置以及所述起点位置对应的绝对海拔高度;
当所述无人机的当架次作业执行完毕以后,将所述无人机的飞行高度调整到返航高度,所述返航高度为所述无人机的绝对海拔高度增加预设海拔距离后得到;
按照所述返航高度飞行至所述起点位置,并在所述起点位置降落。
优选地,所述测绘信息还包括所述作业对象的海拔高度、物理高度;所述安全高度大于或等于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和。
优选地,当所述安全高度大于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和时,在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业的步骤之前,还包括:
若所述无人机安装有对地高度测量装置,则在所述地理位置信息所对应的位置中,将所述无人机的飞行高度下降至所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。
优选地,所述在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业的步骤包括:
确定螺旋喷洒作业所需的作业参数,所述作业参数包括初始盘旋半径、盘旋圈数、螺距、螺旋角速率,其中,所述初始盘旋半径小于或等于所述喷洒半径;
以所述作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,以所述初始盘旋半径开始环绕飞行,每圈增加对应的螺距,直到满足所述盘旋圈数和/或到达所述喷洒半径则完成所述作业对象的作业,在飞行过程中,按照所述螺旋角速率对机身进行旋转。
优选地,所述作业对象至少具有如下属性:
作业对象之间的物理高度或正投影下的外接圆的直径的差值大于或等于预设阈值。
本发明实施例还公开了一种无人机作业的方法,所述方法包括:
获取待作业的作业对象列表,所述作业对象列表包括顺次排列的一个以上的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
获取从所述作业对象列表中选定的一作业对象,作为当前作业对象,读取当前作业对象的测绘信息;
将无人机的飞行高度调整至当前作业对象的安全高度,并按照所述安全高度飞往所述当前作业对象的地理位置信息所对应的位置;
在当前作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于当前作业对象的喷洒半径,对当前作业对象进行喷洒作业;
当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;
若是,则在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行喷洒作业;
若否,则按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行喷洒作业。
优选地,所述方法还包括:
获取无人机起飞时的起点位置以及所述起点位置对应的绝对海拔高度;
当所述作业对象列表中的作业对象都作业完毕以后,将所述无人机的飞行高度调整到返航高度,所述返航高度为所述无人机的绝对海拔高度增加预设海拔距离后得到;
按照所述返航高度飞行至所述起点位置,并在所述起点位置降落。
优选地,所述测绘信息还包括所述作业对象的海拔高度、物理高度;所述安全高度大于或等于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和。
优选地,当某个作业对象的安全高度大于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和时,所述方法还包括:
若所述作业对象安装有对地高度测量装置,则在对所述作业对象进行喷洒作业以前,在所述作业对象的地理位置信息所对应的位置中,将所述无人机的飞行高度下降至所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。
优选地,所述喷洒作业包括螺旋喷洒作业,所述螺旋喷洒作业包括如下步骤:
确定螺旋喷洒作业所需的作业参数,所述作业参数包括初始盘旋半径、盘旋圈数、螺距、螺旋角速率,其中,所述初始盘旋半径小于或等于所述喷洒半径;
以待作业的作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,以所述初始盘旋半径开始环绕飞行,每圈增加对应的螺距,直到满足所述盘旋圈数和/或到达所述喷洒半径则完成所述作业对象的作业,在飞行过程中,按照所述螺旋角速率对机身进行旋转。
优选地,所述作业对象至少具有如下属性:
作业对象之间的物理高度或正投影下的外接圆的直径的差值大于或等于预设阈值。
本发明实施例还公开了一种无人机作业的装置,所述装置包括:
测绘信息获取模块,用于获取待作业的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
第一安全高度调整模块,用于将无人机的飞行高度调整至所述安全高度;
第一飞行模块,用于按照所述安全高度飞往所述地理位置信息所对应的位置;
螺旋喷洒模块,用于在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业。
本发明实施例还公开了一种无人机作业的装置,所述装置包括:
作业对象列表获取模块,用于获取待作业的作业对象列表,所述作业对象列表包括顺次排列的一个以上的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
测绘信息读取模块,用于获取从所述作业对象列表中选定的一作业对象,作为当前作业对象,读取当前作业对象的测绘信息;
第二安全高度调整模块,用于将无人机的飞行高度调整至当前作业对象的安全高度;
第二飞行模块,用于按照所述安全高度飞往所述当前作业对象的地理位置信息所对应的位置;
喷洒模块,用于在当前作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于当前作业对象的喷洒半径,对当前作业对象进行喷洒作业;
判断模块,当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;若是,则调用第一高度调整模块,若否,则调用第二高度调整模块;
第一高度调整模块,用于在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并调用第二飞行模块按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,以及,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,调用喷洒模块基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行喷洒作业;
第二高度调整模块,用于按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,调用喷洒模块基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行喷洒作业。
本发明实施例包括以下优点:
本发明实施例可以应用作物生长地形地貌不平坦、不空旷,或作物之间的物理高度以及物理宽度不一致等作业环境复杂的无人机植保作业中,通过提前测绘好每个作物的地理信息及生长情况,无人机自主飞行到每个作物中进行螺旋飞行,飞行曲线连续,对每个作物进行覆盖性地喷洒,并根据螺旋状态精确控制药量,可以达到精准喷洒的效果。
同时,本发明实施例无需人工全程参与,节省了人力成本,提高了喷洒效率,并减少了因人力喷洒导致的失误的概率、漏喷、重喷概率。
附图说明
图1是本发明的一种无人机作业的方法实施例一的步骤流程图;
图2是本发明的一种无人机作业的方法实施例一中的作业对象喷洒高度示意图;
图3是本发明的一种无人机作业的方法实施例一中的螺旋喷洒轨迹示意图;
图4是本发明的一种无人机作业的方法实施例二的步骤流程图;
图5是本发明的一种无人机作业的装置实施例一的结构框图;
图6是本发明的一种无人机作业的装置实施例二的结构框图。
具体实施方式
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。
参照图1,示出了本发明的一种无人机作业的方法实施例一的步骤流程图。
在具体实现中,可以通过飞行控制系统(简称飞控)控制无人机完成起飞、空中飞行、执行作业任务和返航等整个飞行过程,飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用,是无人机最核心的技术之一。
地面站可以与无人机进行通信,在实现中,该地面站可以为手持地面站,其中可以内置高精度GPS,支持不规则地块边界的快速测绘,使用该地面站时,无需连接电脑,即可直接调节无人机飞行参数。该地面站具有智能航线规划功能,支持喷洒点开关预设,可有效避免作业过程中出现重喷或漏喷现象。喷洒过程中,用户还可以通过地面站实时监测飞行及喷洒状态,让喷洒更精准、高效。
本发明实施例从无人机侧撰写,具体可以包括如下步骤:
步骤101,获取待作业的作业对象的测绘信息;
在具体实现中,待作业的作业对象可以有一个或一个以上,当待作业的作业对象可以有一个以上时,可以获取该一个以上的作业对象的作业对象列表,该作业对象列表中可以包括每个作业对象的测绘信息。
本发明实施例可以应用于不平坦和/或不空旷地面的植保作业,则本发明实施例中的作业对象至少可以具有如下属性:作业对象之间的物理高度或正投影下的外接圆的直径的差值大于或等于预设阈值。
作为一种示例,该作业对象可以包括但不限于果树类型的作物。
果树类型的作物可以生长在不同的地形地貌下,并且树与树之间的物理高度(地表高度到树的最顶端之间的距离)和物理宽度(树垂直投影面下的外接圆的直径或最外层树叶之间的宽度)的差异都比较大。
作为本发明实施例的一种优选示例,测绘信息可以包括但不限于:作业对象的海拔高度、物理高度、物理宽度、安全高度、地理位置信息以及喷洒半径等。
具体的,安全高度是指无人机安全无障碍飞行的飞行高度。该安全高度的数值可以大于或等于作业对象的海拔高度、物理高度、以及预设的喷洒幅高之和。
具体的,作业对象的海拔高度以及物理高度是根据测量得到的。
喷洒幅高指的是无人机喷洒的最佳对树顶的高度,即无人机距离作业对象最顶端高h米时喷洒达到最佳效果的高度,该值可以通过操作人员或开发人员根据经验预先设定,例如,设定为1m,则表示无人机距离作业对象最顶端1m时得到最佳的喷洒效果。
需要说明的是,每个作业对象的喷洒幅高可以相同,也可以根据作业对象的生长属性和生长环境分别设定,本发明实施例对此不作限定。
例如,如图2的作业对象喷洒高度示意图所示,假设获取到某棵树的海拔高度H、物理高度h1,以及设定喷洒幅高h,则安全高度可以设置为大于或等于H+h1+h。
在实际中,如果无人机有对地高度测量装置的情况下,由于树高很难精确测量,则可以将安全高度设置为大于H+h1+h。
其中,对地高度测量装置指的是探测无人机离无人机下方物体的距离的传感器,可以包括超声波雷达、无线电雷达、TOF(Time of Flight,飞行时间传感器)、激光雷达等。
地理位置信息可以为作业对象的中心点经纬度,例如,若作业对象为果树,则作业对象的中心点可以是树主干或是树垂直投影面下的外接圆的圆心;喷洒半径可以是最外层树叶离树主干的距离或上述外接圆的半径,在喷洒作业时,喷洒半径内都需喷洒到位。
在实际中,若无人机获取的是作业对象列表,该作业对象列表在展现时,其作业对象可以按照对应的地理位置信息进行管理,并排列编号,同时把作业对象的编号放到该次作业任务的垂直投影地图上,操作人员可以根据需要选定当前需要作业的作业对象。
其中,作业对象的编号可以按照测绘的顺序编号,或者按照某一方向如指北方向进行扫描排列,如果是山坡上植保,可以按由低往高一层层排列。
在具体实现中,无人机可以通过数据链路从地面站中获取作业对象的测绘信息,而地面站中的测绘信息可以通过测绘仪或航测测量得到。例如,操作人员可以通过测绘仪对果园里的每棵需要施药的果树进行精确测绘,得到对应的测绘信息以后,先将测绘信息传到服务器,服务器再通过网络将测绘信息传给手持地面站,再由地面站传给无人机的飞行控制器。
步骤102,将无人机的飞行高度调整至所述安全高度,并按照所述安全高度飞往所述地理位置信息所对应的位置;
当无人机获取作业对象的测绘信息以后,可以从该测绘信息中确定当前待作业的作业对象的安全高度,当无人机启动时,可以将无人机的飞行高度调整至上述安全高度,并以该安全高度按照设定的飞行速度飞行至该作业对象的地理位置信息所指示的位置中。
在具体实现中,若无人机获取的是作业对象列表,则可以将作业对象列表中编号最前的作业对象作为当前待作业的作业对象,随后,依次飞往每一作业对象进行作业。
需要说明的是,无人机启动时,还可以通过无人机中的高精度GPS测绘器自动记录下无人机起飞时的起点位置(如起飞点的经纬度)以及该起点位置对应的绝对海拔高度。
步骤103,在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业。
当无人机到达当前作业对象的地理位置信息所对应的位置时,在执行步骤103以前,本发明实施例还可以包括如下步骤:
若所述无人机安装有对地高度测量装置,则在所述地理位置信息所对应的位置中,将所述无人机的飞行高度下降至所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。
具体的,当无人机到达当前作业对象的地理位置信息所对应的位置时,在执行步骤103以前,可以首先确定喷洒高度。如果无人机安装有对地高度测量装置,则喷洒高度可以为当前作业对象的海拔高度、物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。此时,若无人机的安全高度大于该喷洒高度,则可以将无人机的飞行高度下降至该喷洒高度。
相应的,如果无人机安装没有对地高度测量装置,则可以直接将该安全高度作为喷洒高度。
当确定喷洒高度以后,可以在当前作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于该喷洒高度,按照上述测量的喷洒半径,对当前作业对象进行螺旋喷洒作业。
在本发明实施例的一种优选实施例中,步骤103可以包括如下子步骤:
子步骤S11,确定螺旋喷洒作业所需的作业参数,所述作业参数包括初始盘旋半径、盘旋圈数、螺距、螺旋角速率,其中,所述初始盘旋半径小于所述喷洒半径;
子步骤S12,以所述作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,以所述初始盘旋半径开始环绕飞行,每圈增加对应的螺距,直到满足所述盘旋圈数和/或到达所述喷洒半径则完成所述作业对象的作业,在飞行过程中,按照所述螺旋角速率对机身进行旋转。
具体的,参考图3所示的螺旋喷洒轨迹示意图,在进行螺旋喷洒作业时,无人机可以按照阿基米德螺旋线的飞行路径飞行。阿基米德螺线(亦称等速螺线),是一个点匀速离开一个固定点的同时又以固定的角速度绕该固定点转动而产生的轨迹。
在螺旋飞行前,可以首先确定螺旋喷洒作业所需的作业参数。作为一种示例,该作业参数可以包括但不限于:初始盘旋半径r、盘旋圈数n、螺距d、螺旋角速率、旋转角速率、盘旋速度、当前作业对象的喷洒半径R等。
初始盘旋半径r可以根据无人机的机型、机身大小、喷头位置和/或实际实验数据设定,例如,若无人机是四旋翼机型,宽度为1.5m,则r可以设定为0.75m左右。
盘旋圈数n及盘旋速度可以根据当前作业对象的实际喷洒药量设定,例如,某棵树需喷1L农药,转一圈喷0.3L农药,则盘旋圈数可以为3圈。
螺距d即每转一圈半径扩大的相同距离,螺距d=(R-r)/n。
螺旋角速率指的是无人机中心绕作业对象的中心做盘旋的角速率,例如,盘旋一周需要5秒,则螺旋角速率为360/5=75度每秒,这个值可以是人为提前设定好的或是飞控固定设定的值。
旋转角速率是飞机相对自身中心旋转的角速度,其值都是飞控可控制的,控制的效果例如可以为盘旋过程中机头或某机臂始终指向螺旋中心。
需要说明的是,在图3的由内而外的螺线中,初始盘旋半径r小于喷洒半径R。
在图3中,以所述作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,从中心到外圈由内而外以初始盘旋半径开始环绕飞行,盘旋半径越来越大,而且保持每转一圈半径扩大相同的螺距,直到无人机盘旋半径大于设定的作业圆半径R则喷洒完毕。
在进行螺旋作业过程中,可以同时对机身进行旋转,旋转角速率和螺旋角速率一致,这样可使机头指向和无人机中心相对螺旋中心的方向呈固定的角度。
需要说明的是,本发明实施例并不限于上述由内而外的螺旋线,该螺旋线也可以是由外向内螺旋,即初始盘旋半径等于喷洒半径,盘旋半径越来越小。
在实际中,当喷洒半径R小于飞机喷洒范围时,飞机原地旋转喷洒即可,而无需按照阿基米德螺旋线的飞行路径飞行。
在本发明实施例的一种优选实施例中,如果作业对象有多个,当当前作业对象作业完毕以后,本发明实施例还可以包括如下步骤:
读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;若是,则在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行螺旋喷洒作业;若否,则按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行螺旋喷洒作业。
具体的,由于每个作业对象的物理高度不一致,在当前作业对象作业完毕以后,可以读取排列在当前作业对象之后的下一作业对象的测绘信息,从该测绘信息中提取该下一作业对象的安全高度,并判断该下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度,如果是,则在当前作业对象的位置中将无人机的飞行高度爬高下一作业对象的安全高度(如果有对地高度测量装置的情况,先爬升到当前作业对象的安全高度,然后由该当前作业对象的安全高度爬高到下一作业对象的安全高度),并驱使无人机按照调整后的安全高度飞往该下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,并在该下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,参照上述步骤103中所描述的方法,基于该下一作业对象的喷洒半径,对该下一个作业对象进行螺旋喷洒作业。
例如,在图2中,左边的树比中间的树的安全高度低,当左边的树喷洒作业完毕以后,无人机可以首先在左边的树的位置上将安全高度爬高到中间的树的安全高度,然后按照中间的树的安全高度飞到中间的树的位置,若无人机安装有对地高度测量装置,则在中间的树的位置中将无人机的高度下降到中间的树的喷洒高度,然后基于喷洒高度给中间的树进行螺旋喷洒作业。
相应的,若下一作业对象的安全高度小于当前作业对象的安全高度,则可以按照当前作业对象对应的安全高度飞往该下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达该下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,可以将所述安全高度调整为下一作业对象的安全高度或喷洒高度,然后参照上述步骤103中所描述的方法,基于该下一作业对象的喷洒半径,对该下一个作业对象进行螺旋喷洒作业。
例如,在图2中,右边的树比中间的树的安全高度低,当中间的树喷洒作业完毕以后,无人机可以按照中间的树的安全高度飞到右边的树的位置,然后在右边的树的位置上将安全高度降低到右边的树的安全高度(没有对地高度测量装置时)或右边的树的喷洒高度(有对地高度测量装置时),然后基于喷洒高度给右边的树进行螺旋喷洒作业。
在本发明实施例的一种优选实施例中,当当架次无人机的作业任务执行完毕以后,本发明实施例还可以包括如下步骤:
获取无人机起飞时的起点位置以及所述起点位置对应的绝对海拔高度;当所述无人机的当架次作业执行完毕以后,将所述无人机的飞行高度调整到返航高度,所述返航高度为所述无人机的绝对海拔高度增加预设海拔距离后得到;按照所述返航高度飞行至所述起点位置,并在所述起点位置降落。
具体的,当当前无人机执行完当架次的所有作业任务以后,无人机可以首先获取起飞时记录的起点位置以及该起点位置对应的绝对海拔高度,并根据该起点位置对应的绝对海拔高度以及预设海拔距离之和,确定返航高度。
其中,预设海拔距离用于保证无人机可以安全返航而不会撞上障碍物,该距离可以由操作人员或开发人员根据实际情况设定,例如,可以设定为5m,或者,当无人机的起飞点在作业地块的最高处时,则预设海拔距离可以设定为3m。
确定了返航高度以后,无人机可以爬升至返航高度,并按照该返航高度飞行至起点位置,当到达起点位置时,无人机在起点位置降落。
本发明实施例可以应用作物生长地形地貌不平坦、不空旷,并且作物之间的物理高度以及物理宽度不一致等作业环境复杂的无人机植保作业中,通过提前测绘好每个作物的地理信息及生长情况,无人机自主飞行到每个作业中进行螺旋飞行,飞行曲线连续,对每个作物进行覆盖性地喷洒,并根据螺旋状态精确控制药量,可以达到精准喷洒的效果。
同时,本发明实施例无需人工全程参与,节省了人力成本,提高了喷洒效率,并减少了因人力喷洒导致的失误的概率、漏喷、重喷概率。
参照图4,示出了本发明的一种无人机作业的方法实施例二的步骤流程图,具体可以包括如下步骤:
步骤201,获取待作业的作业对象列表,所述作业对象列表包括顺次排列的一个以上的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
本发明实施例可以应用于不平坦和/或不空旷地面的植保作业,则本发明实施例中的作业对象至少可以具有如下属性:作业对象之间的物理高度或正投影下的外接圆的直径的差值大于或等于预设阈值。
作为一种示例,该作业对象可以包括但不限于果树类型的作物。
果树类型的作物可以生长在不同的地形地貌下,并且树与树之间的物理高度(地表高度到树的最顶端之间的距离)和物理宽度(树垂直投影面下的外接圆的直径或最外层树叶之间的宽度)的差异都比较大。
在具体实现中,作业对象列表中可以包括多个作业对象的测绘信息。
作为本发明实施例的一种优选示例,测绘信息可以包括但不限于:作业对象的海拔高度、物理高度、物理宽度、安全高度、地理位置信息以及喷洒半径等。
具体的,安全高度是指无人机安全无障碍飞行的飞行高度。该安全高度的数值可以大于或等于作业对象的海拔高度、物理高度、以及预设的喷洒幅高之和。
具体的,作业对象的海拔高度以及物理高度是根据测量得到的。
喷洒幅高指的是无人机喷洒的最佳对树顶的高度,即无人机距离作业对象最顶端高h米时喷洒达到最佳效果的高度,该值可以通过操作人员或开发人员根据经验预先设定,例如,设定为1m,则表示无人机距离作业对象最顶端1m时得到最佳的喷洒效果。
需要说明的是,每个作业对象的喷洒幅高可以相同,也可以根据作业对象的生长属性和生长环境分别设定,本发明实施例对此不作限定。
例如,如图2的作业对象喷洒高度示意图所示,假设获取到某棵树的海拔高度H、物理高度h1,以及设定喷洒幅高h,则安全高度可以设置为大于或等于H+h1+h。
在实际中,如果无人机有对地高度测量装置的情况下,由于树高很难精确测量,则可以将安全高度设置为大于H+h1+h。
地理位置信息可以为作业对象的中心点经纬度,例如,若作业对象为果树,则作业对象的中心点可以是树主干或是树垂直投影面下的外接圆的圆心;喷洒半径可以是最外层树叶离树主干的距离或上述外接圆的半径,在喷洒作业时,喷洒半径内都需喷洒到位。
在实际中,该作业对象列表在展现时,其作业对象可以按照对应的地理位置信息进行管理,并排列编号,同时把作业对象的编号放到该次作业任务的垂直投影地图上,操作人员可以根据需要选定当前需要作业的作业对象。
其中,作业对象的编号可以按照测绘的顺序编号,或者按照某一方向如指北方向进行扫描排列,如果是山坡上植保,可以按由低往高一层层排列。
在具体实现中,无人机可以通过数据链路从地面站中获取作业对象列表,而地面站中的测绘信息可以通过测绘仪或航测测量得到。例如,操作人员可以通过测绘仪对果园里的每棵需要施药的果树进行精确测绘,得到对应的测绘信息以后,先将测绘信息传到服务器,服务器再通过网络将测绘信息传给手持地面站,再由地面站传给无人机的飞行控制器。
步骤202,获取从所述作业对象列表中选定的一作业对象,作为当前作业对象,读取当前作业对象的测绘信息;
当无人机获取作业对象列表以后,可以将作业对象列表中编号最前的作业对象作为当前待作业的作业对象,随后,依次飞往每一作业对象进行作业。
或者,无人机还可以获取操作人员从作业对象列表中选定的作业对象,作为当前作业对象,本发明实施例对此不作限制。
需要说明的是,无人机启动时,还可以通过无人机中的高精度GPS测绘器自动记录下无人机起飞时的起点位置(如起飞点的经纬度)以及该起点位置对应的绝对海拔高度。
步骤203,将无人机的飞行高度调整至当前作业对象的安全高度,并按照所述安全高度飞往所述当前作业对象的地理位置信息所对应的位置;
当无人机获取当前作业对象的测绘信息以后,可以从该测绘信息中确定当前作业对象的安全高度,当无人机启动时,可以将无人机的飞行高度调整至上述安全高度,并以该安全高度按照设定的飞行速度飞行至当前作业对象的地理位置信息所指示的位置中。
步骤204,在当前作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于当前作业对象的喷洒半径,对当前作业对象进行喷洒作业;
当无人机到达当前作业对象的地理位置信息所对应的位置时,如果当前作业对象的安全高度大于当前作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和时,在执行步骤204以前,本发明实施例还可以包括如下步骤:
若所述作业对象安装有对地高度测量装置,则在对所述作业对象进行喷洒作业以前,在所述作业对象的地理位置信息所对应的位置中,将所述无人机的飞行高度下降至所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。
具体的,当无人机到达当前作业对象的地理位置信息所对应的位置时,在执行步骤204以前,可以首先确定喷洒高度。如果无人机安装有对地高度测量装置,则喷洒高度可以为当前作业对象的海拔高度、物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。此时,若无人机的安全高度大于该喷洒高度,则可以将无人机的飞行高度下降至该喷洒高度。
相应的,如果无人机安装没有对地高度测量装置,则可以直接将该安全高度作为喷洒高度。
当确定喷洒高度以后,可以在当前作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于该喷洒高度,对当前作业对象进行喷洒作业。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述喷洒作业包括螺旋喷洒作业,螺旋喷洒作业是指无人机可以按照阿基米德螺旋线的飞行路径进行作业喷洒。
在本发明实施例的一种优选实施例中,步骤204可以包括如下子步骤:
子步骤S21,确定螺旋喷洒作业所需的作业参数,所述作业参数包括初始盘旋半径、盘旋圈数、螺距、螺旋角速率,其中,所述初始盘旋半径小于或等于所述喷洒半径;
子步骤S22,以待作业的作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,以所述初始盘旋半径开始环绕飞行,每圈增加对应的螺距,直到满足所述盘旋圈数和/或到达所述喷洒半径则完成所述作业对象的作业,在飞行过程中,按照所述螺旋角速率对机身进行旋转。
在螺旋飞行前,可以首先确定螺旋喷洒作业所需的作业参数。作为一种示例,该作业参数可以包括但不限于:初始盘旋半径r、盘旋圈数n、螺距d、螺旋角速率、旋转角速率、盘旋速度、当前作业对象的喷洒半径R等。
初始盘旋半径r可以根据无人机的机型、机身大小、喷头位置和/或实际实验数据设定,例如,若无人机是四旋翼机型,宽度为1.5m,则r可以设定为0.75m左右。
盘旋圈数n及盘旋速度可以根据当前作业对象的实际喷洒药量设定,例如,某棵树需喷1L农药,转一圈喷0.3L农药,则盘旋圈数可以为3圈。
螺距d即每转一圈半径扩大的相同距离,螺距d=(R-r)/n。
螺旋角速率指的是无人机中心绕作业对象的中心做盘旋的角速率,例如,盘旋一周需要5秒,则螺旋角速率为360/5=75度每秒,这个值可以是人为提前设定好的或是飞控固定设定的值。
旋转角速率是飞机相对自身中心旋转的角速度,其值都是飞控可控制的,控制的效果例如可以为盘旋过程中机头或某机臂始终指向螺旋中心。
需要说明的是,在图3的由内而外的螺线中,初始盘旋半径r小于喷洒半径R。
在图3中,以所述作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,从中心到外圈由内而外以初始盘旋半径开始环绕飞行,盘旋半径越来越大,而且保持每转一圈半径扩大相同的螺距,直到无人机盘旋半径大于设定的作业圆半径R则喷洒完毕。
在进行螺旋作业过程中,可以同时对机身进行旋转,旋转角速率和螺旋角速率一致,这样可使机头指向和无人机中心相对螺旋中心的方向呈固定的角度。
需要说明的是,本发明实施例并不限于上述由内而外的螺旋线,该螺旋线也可以是由外向内螺旋,即无人机盘旋半径等于设定的作业圆半径R,盘旋半径越来越小。
在实际中,当喷洒半径R小于飞机喷洒范围时,飞机原地旋转喷洒即可,而无需按照阿基米德螺旋线的飞行路径飞行。
步骤205,当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;若是,则执行步骤206;若否,则执行步骤207。
步骤206,在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行喷洒作业;
步骤207,按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行喷洒作业。
由于每个作业对象的物理高度不一致,在当前作业对象作业完毕以后,可以读取排列在当前作业对象之后的下一作业对象的测绘信息,从该测绘信息中提取该下一作业对象的安全高度,并判断该下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度,如果是,则在当前作业对象的位置中将无人机的飞行高度爬高下一作业对象的安全高度(如果有对地高度测量装置的情况,先爬升到当前作业对象的安全高度,然后由该当前作业对象的安全高度爬高到下一作业对象的安全高度),并驱使无人机按照调整后的安全高度飞往该下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,并在该下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,参照上述步骤204中所描述的方法,基于该下一作业对象的喷洒半径,对该下一个作业对象进行螺旋喷洒作业。
若下一作业对象的安全高度小于当前作业对象的安全高度,则可以按照当前作业对象对应的安全高度飞往该下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达该下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,可以将所述安全高度调整为下一作业对象的安全高度或喷洒高度,然后参照上述步骤204中所描述的方法,基于该下一作业对象的喷洒半径,对该下一个作业对象进行螺旋喷洒作业。
在本发明实施例的一种优选实施例中,当当架次无人机的作业任务执行完毕以后,本发明实施例还可以包括如下步骤:
获取无人机起飞时的起点位置以及所述起点位置对应的绝对海拔高度;当所述作业对象列表中的作业对象都作业完毕以后,将所述无人机的飞行高度调整到返航高度,所述返航高度为所述无人机的绝对海拔高度增加预设海拔距离后得到;按照所述返航高度飞行至所述起点位置,并在所述起点位置降落。
本发明实施例可以应用作物生长地形地貌不平坦、不空旷,并且作物之间的物理高度以及物理宽度不一致等作业环境复杂的无人机植保作业中,通过提前测绘好每个作物的地理信息及生长情况,无人机可以自主调整每个作物的安全高度,依次对每个作物进行作业喷洒,无需人工全程参与,节省了人力成本,提高了喷洒效率,并减少了因人力喷洒导致的失误的概率、漏喷、重喷概率。
需要说明的是,对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明实施例,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图5,示出了本发明的一种无人机作业的装置实施例一的结构框图,可以包括如下模块:
测绘信息获取模块301,用于获取待作业的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
第一安全高度调整模块302,用于将无人机的飞行高度调整至所述安全高度;
第一飞行模块303,用于按照所述安全高度飞往所述地理位置信息所对应的位置;
螺旋喷洒模块304,用于在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述作业对象有多个,所述装置还可以包括:
高度判断模块,用于当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;若是,则调用第三高度调整模块,若否,则调用第四高度调整模块;
第三高度调整模块,用于在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并调用第一飞行模块按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,调用螺旋喷洒模块基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行螺旋喷洒作业;
第四高度调整模块,用于按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,调用螺旋喷洒模块基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行螺旋喷洒作业。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述装置还包括:
第一起点信息获取模块,用于获取无人机起飞时的起点位置以及所述起点位置对应的绝对海拔高度;
第一返航高度调整模块,用于当所述无人机的当架次作业执行完毕以后,将所述无人机的飞行高度调整到返航高度,所述返航高度为所述无人机的绝对海拔高度增加预设海拔距离后得到;
第一返航模块,用于按照所述返航高度飞行至所述起点位置,并在所述起点位置降落。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述测绘信息还包括所述作业对象的海拔高度、物理高度;所述安全高度大于或等于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和。
在本发明实施例的一种优选实施例中,当所述安全高度大于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和时,所述装置还包括:
第一高度降低模块,用于若所述无人机安装有对地高度测量装置,则在所述地理位置信息所对应的位置中,将所述无人机的飞行高度下降至所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述螺旋喷洒模块304包括如下子模块:
第一作业参数确定子模块,用于确定螺旋喷洒作业所需的作业参数,所述作业参数包括初始盘旋半径、盘旋圈数、螺距、螺旋角速率,其中,所述初始盘旋半径小于或等于所述喷洒半径;
第一螺旋飞行子模块,用于以所述作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,以所述初始盘旋半径开始环绕飞行,每圈增加对应的螺距,直到满足所述盘旋圈数和/或到达所述喷洒半径则完成所述作业对象的作业,在飞行过程中,按照所述螺旋角速率对机身进行旋转。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述作业对象至少具有如下属性:
作业对象之间的物理高度或正投影下的外接圆的直径的差值大于或等于预设阈值。
对于图5的方法实施例而言,由于其与图1的方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
参照图6,示出了本发明的一种无人机作业的装置实施例二的结构框图,可以包括如下模块:
作业对象列表获取模块401,用于获取待作业的作业对象列表,所述作业对象列表包括顺次排列的一个以上的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
测绘信息读取模块402,用于获取从所述作业对象列表中选定的一作业对象,作为当前作业对象,读取当前作业对象的测绘信息;
第二安全高度调整模块403,用于将无人机的飞行高度调整至当前作业对象的安全高度;
第二飞行模块404,用于按照所述安全高度飞往所述当前作业对象的地理位置信息所对应的位置;
喷洒模块405,用于在当前作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于当前作业对象的喷洒半径,对当前作业对象进行喷洒作业;
判断模块406,当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;若是,则调用第一高度调整模块,若否,则调用第二高度调整模块;
第一高度调整模块407,用于在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并调用第二飞行模块按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,以及,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,调用喷洒模块基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行喷洒作业;
第二高度调整模块408,用于按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,调用喷洒模块基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行喷洒作业。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述装置还包括:
第二起点信息获取模块,用于获取无人机起飞时的起点位置以及所述起点位置对应的绝对海拔高度;
第二返航高度调整模块,用于当所述作业对象列表中的作业对象都作业完毕以后,将所述无人机的飞行高度调整到返航高度,所述返航高度为所述无人机的绝对海拔高度增加预设海拔距离后得到;
第二返航模块,用于按照所述返航高度飞行至所述起点位置,并在所述起点位置降落。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述测绘信息还包括所述作业对象的海拔高度、物理高度;所述安全高度大于或等于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和。
在本发明实施例的一种优选实施例中,当某个作业对象的安全高度大于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和时,所述装置还包括:
第二高度降低模块,用于若所述作业对象安装有对地高度测量装置,则在对所述作业对象进行喷洒作业以前,在所述作业对象的地理位置信息所对应的位置中,将所述无人机的飞行高度下降至所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述喷洒作业包括螺旋喷洒作业,调用如下模块进行螺旋喷洒作业:
第二作业参数确定子模块,用于确定螺旋喷洒作业所需的作业参数,所述作业参数包括初始盘旋半径、盘旋圈数、螺距、螺旋角速率,其中,所述初始盘旋半径小于或等于所述喷洒半径;
第二螺旋飞行子模块,用于以待作业的作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,以所述初始盘旋半径开始环绕飞行,每圈增加对应的螺距,直到满足所述盘旋圈数和/或到达所述喷洒半径则完成所述作业对象的作业,在飞行过程中,按照所述螺旋角速率对机身进行旋转。
在本发明实施例的一种优选实施例中,所述作业对象至少具有如下属性:
作业对象之间的物理高度或正投影下的外接圆的直径的差值大于或等于预设阈值。
对于图6的方法实施例而言,由于其与图4的方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种无人机作业的方法及装置进行了详细介绍,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 (15)
1.一种无人机作业的方法,其特征在于,所述方法包括:
获取待作业的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
将无人机的飞行高度调整至所述安全高度,并按照所述安全高度飞往所述地理位置信息所对应的位置;
在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述作业对象有多个,所述方法还包括:
当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;
若是,则在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行螺旋喷洒作业;
若否,则按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行螺旋喷洒作业。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
获取无人机起飞时的起点位置以及所述起点位置对应的绝对海拔高度;
当所述无人机的当架次作业执行完毕以后,将所述无人机的飞行高度调整到返航高度,所述返航高度为所述无人机的绝对海拔高度增加预设海拔距离后得到;
按照所述返航高度飞行至所述起点位置,并在所述起点位置降落。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测绘信息还包括所述作业对象的海拔高度、物理高度;所述安全高度大于或等于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,当所述安全高度大于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和时,在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业的步骤之前,还包括:
若所述无人机安装有对地高度测量装置,则在所述地理位置信息所对应的位置中,将所述无人机的飞行高度下降至所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业的步骤包括:
确定螺旋喷洒作业所需的作业参数,所述作业参数包括初始盘旋半径、盘旋圈数、螺距、螺旋角速率,其中,所述初始盘旋半径小于或等于所述喷洒半径;
以所述作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,以所述初始盘旋半径开始环绕飞行,每圈增加对应的螺距,直到满足所述盘旋圈数和/或到达所述喷洒半径则完成所述作业对象的作业,在飞行过程中,按照所述螺旋角速率对机身进行旋转。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述作业对象至少具有如下属性:
作业对象之间的物理高度或正投影下的外接圆的直径的差值大于或等于预设阈值。
8.一种无人机作业的方法,其特征在于,所述方法包括:
获取待作业的作业对象列表,所述作业对象列表包括顺次排列的一个以上的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
获取从所述作业对象列表中选定的一作业对象,作为当前作业对象,读取当前作业对象的测绘信息;
将无人机的飞行高度调整至当前作业对象的安全高度,并按照所述安全高度飞往所述当前作业对象的地理位置信息所对应的位置;
在当前作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于当前作业对象的喷洒半径,对当前作业对象进行喷洒作业;
当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;
若是,则在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行喷洒作业;
若否,则按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行喷洒作业。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括:
获取无人机起飞时的起点位置以及所述起点位置对应的绝对海拔高度;
当所述作业对象列表中的作业对象都作业完毕以后,将所述无人机的飞行高度调整到返航高度,所述返航高度为所述无人机的绝对海拔高度增加预设海拔距离后得到;
按照所述返航高度飞行至所述起点位置,并在所述起点位置降落。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述测绘信息还包括所述作业对象的海拔高度、物理高度;所述安全高度大于或等于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,当某个作业对象的安全高度大于所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和时,所述方法还包括:
若所述作业对象安装有对地高度测量装置,则在对所述作业对象进行喷洒作业以前,在所述作业对象的地理位置信息所对应的位置中,将所述无人机的飞行高度下降至所述作业对象的海拔高度、所述作业对象的物理高度、以及预设的喷洒幅高之和对应的高度。
12.根据权利要求8-11任一项所述方法,其特征在于,所述喷洒作业包括螺旋喷洒作业,所述螺旋喷洒作业包括如下步骤:
确定螺旋喷洒作业所需的作业参数,所述作业参数包括初始盘旋半径、盘旋圈数、螺距、螺旋角速率,其中,所述初始盘旋半径小于或等于所述喷洒半径;
以待作业的作业对象的地理位置信息作为螺旋中心,以所述初始盘旋半径开始环绕飞行,每圈增加对应的螺距,直到满足所述盘旋圈数和/或到达所述喷洒半径则完成所述作业对象的作业,在飞行过程中,按照所述螺旋角速率对机身进行旋转。
13.根据权利要求8-11任一项所述的方法,其特征在于,所述作业对象至少具有如下属性:
作业对象之间的物理高度或正投影下的外接圆的直径的差值大于或等于预设阈值。
14.一种无人机作业的装置,其特征在于,所述装置包括:
测绘信息获取模块,用于获取待作业的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
第一安全高度调整模块,用于将无人机的飞行高度调整至所述安全高度;
第一飞行模块,用于按照所述安全高度飞往所述地理位置信息所对应的位置;
螺旋喷洒模块,用于在所述地理位置信息所对应的位置中,基于所述喷洒半径,对所述作业对象进行螺旋喷洒作业。
15.一种无人机作业的装置,其特征在于,所述装置包括:
作业对象列表获取模块,用于获取待作业的作业对象列表,所述作业对象列表包括顺次排列的一个以上的作业对象的测绘信息,所述测绘信息包括所述作业对象的安全高度、地理位置信息以及喷洒半径;
测绘信息读取模块,用于获取从所述作业对象列表中选定的一作业对象,作为当前作业对象,读取当前作业对象的测绘信息;
第二安全高度调整模块,用于将无人机的飞行高度调整至当前作业对象的安全高度;
第二飞行模块,用于按照所述安全高度飞往所述当前作业对象的地理位置信息所对应的位置;
喷洒模块,用于在当前作业对象的地理位置信息所对应的位置中,基于当前作业对象的喷洒半径,对当前作业对象进行喷洒作业;
判断模块,当当前作业对象作业完毕以后,读取下一作业对象的测绘信息,判断下一作业对象的安全高度是否大于当前作业对象的安全高度;若是,则调用第一高度调整模块,若否,则调用第二高度调整模块;
第一高度调整模块,用于在当前作业对象的位置中将所述无人机的飞行高度调整为所述下一作业对象的安全高度,并调用第二飞行模块按照调整后的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,以及,在所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置中,调用喷洒模块基于所述下一作业对象的喷洒半径,对所述下一个作业对象进行喷洒作业;
第二高度调整模块,用于按照当前作业对象对应的安全高度飞往所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置,在到达所述下一作业对象的地理位置信息所对应的位置时,将所述安全高度调整为所述下一作业对象的安全高度,以及,调用喷洒模块基于调整后的安全高度,按照所述下一作业对象的喷洒半径对所述下一个作业对象进行喷洒作业。
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