CN108873851A - 一种农业无人机管控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农业无人机管控系统，包括卫星遥感系统、无人机遥感测绘系统、总管控台和植保无人机作业系统；卫星遥感系统、无人机遥感测绘系统包括多架遥感无人机和测绘无人机，各遥感无人机和测绘无人机包括通信模块，总管控台包括云端服务器，植保无人机作业系统包括多架植保无人机；卫星遥感系统和无人机遥感测绘系统互相配合用于对农作物情况及土壤信息进行跟踪分析并通过通信模块将分析的数据发送给总管控台的云端服务器；总管控台用于汇总或单独处理卫星遥感系统或无人机系统传输的数据形成不同的分析报告。本发明的农业无人机管控系统，方便、高效的跟踪监测农作物情况及对土壤信息进行分析，进行农业监测、评估、病虫害管控等作业。
Description
技术领域
本发明农业技术领域，尤其是涉及一种农业无人机管控系统。
背景技术
中国作为农业大国，18亿亩基本农田每年需要大量的农业植保作业。但是对各区域农作物的生长情况及土壤属性缺乏统一的监测和管控，不利于统筹把握整体情况以及及时针对不同区域不同情况作出针对性强且有效的安排。
建立农业植保立体监测、防控与安全管控体系，符合国家安全管控基础上的可持续发展的涉农服务生态圈刻不容缓。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种农业无人机管控系统，方便、高效的跟踪监测农作物情况及对土壤信息进行分析，有效的进行农业监测、评估、病虫害管控等作业。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种农业无人机管控系统，包括卫星遥感系统、无人机遥感测绘系统、总管控台和植保无人机作业系统；所述卫星遥感系统、无人机遥感测绘系统包括多架遥感无人机和测绘无人机，各所述遥感无人机和测绘无人机包括通信模块，所述总管控台包括云端服务器，所述植保无人机作业系统包括多架植保无人机，各所述植保无人机安装有通信模块；
所述卫星遥感系统和无人机遥感测绘系统互相配合用于对农作物情况及土壤信息进行跟踪分析并通过通信模块将分析的数据发送给总管控台的云端服务器；
所述植保无人机作业系统用于根据总管控台的指令控制各植保无人机进行作业；
所述总管控台还用于根据所述卫星遥感系统或无人机遥感测绘系统传输的数据汇总或单独处理形成不同的分析报告。
进一步的，遥感无人机和测绘无人机的遥感和测绘功能可集成于同一架无人机上，使无人机同时具有遥感技术和测绘技术的遥感测绘一体无人机。
进一步的，所述通信模块为4G或5G通信模块。
进一步的，所述卫星遥感系统或所述无人机遥感测绘系统用于跟追监测农作物的病虫害进展情况、分析土壤属性、自然灾害后作物受损评估、梯田概况和统计植株数量，并通过通信模块将数据传输给总管控台。
进一步的，所述卫星遥感系统和。
进一步的，所述总管控台包括多个子管控台，多个所述子总管控台分别设置于不同的管控区域，并接受总管控台的指令和自己区域内无人机遥感测绘系统发送的分析数据及控制其区域内无人机遥感测绘系统和植保无人机系统的作业。
进一步的，各所述无人机上还安装有GPS定位系统，各所述无人机能够自动记录飞行轨迹并传输给管控台，同时管控台能够控制各所述无人机按照预设轨迹飞行。
进一步的，各所述无人机的下端安装有着落缓冲结构，所述着落缓冲结构包括U型着陆架，所述U型着陆架的两端分别滑动配合式插入安装套管的下端内，所述安装套管对称的侧壁上设置有竖直的条形孔，所述U型着陆架的两端均设置有与所述条形孔配合的限位滑块，所述U型着陆架的两端的顶端与位于所述安装套管内的限位挡板之间安装有压缩弹簧，所述限位挡板的两端设置于限位槽结构内，所述限位结构包括竖直方向的滑道以及多个呈上、下布置的限位槽，所述限位槽与所述滑道连通。
进一步的，所述U型着陆架的外周侧包裹有橡胶缓冲层，所述缓冲垫层的两端位于所述安装套管下端的下方，所述缓冲垫层的两端设置有环形橡胶垫圈，所述环形橡胶垫圈用于与所述安装套管的下端接触缓冲。
进一步的，所述安装套管包括上、下螺纹连接的第一套管和第二套管，所述限位槽结构位于所述第二套管上，所述限位挡板顶端固定安装有手柄。
进一步的，所述限位槽结构包括5个呈上、下布置的限位槽。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：通过卫星遥感系统、无人机遥感测绘系统、互相配合对对农作物情况及土壤信息进行跟踪分析并通过通信模块将分析的数据发送给总管控台，针对病虫害的情况总管控台控发送指令给植保无人机作业系统，各植保无人机根据指令进行农药喷洒作业，有效去除病虫害，针对灾害评估、植株统计及土壤属性分析等情况汇的不同数据情况汇总及单独处理形成数据分析报告。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明农业无人机管控系统的框架结构示意图；
图2为缓冲结构的示意图；
图3为第二套管的结构示意图
附图标记说明：1-总管控台；2-卫星遥感系统；3-无人机遥感测绘系统；301-遥感无人机；302-测绘无人机；4-植保无人机作业系统；401-植保无人机；5-子管控台；6-着落缓冲结构；601-U型着陆架；602-安装套管；6021-第一套管；6022-第二套管；603-条形孔；604-缓冲结构限位滑块；605-限位挡板；606-压缩弹簧；607-限位槽结构；6071-滑道；6072-限位槽；608-橡胶缓冲层；609-环形橡胶垫圈；610-手柄。
具体实施方式
如图1所示，一种农业无人机管控系统，包括卫星遥感系统2、无人机遥感测绘系统3、总管控台1和植保无人机作业系统4；所述卫星遥感系统1、无人机遥感测绘系统3包括多架遥感无人机301和测绘无人机302，各所述遥感无人机301和测绘无人机302包括通信模块，所述总管控台1包括云端服务器，所述植保无人机作业系统4包括多架植保无人机401，各所述植保无人机安装有通信模块；
所述卫星遥感系统1和无人机遥感测绘系统3互相配合用于对农作物情况及土壤信息进行跟踪分析并通过通信模块将分析的数据发送给总管控台1的云端服务器；
所述植保无人机作业系统4用于根据总管控台1的指令控制各植保无人机401进行作业；
所述总管控台1还用于根据所述卫星遥感系统2或无人机遥感测绘系统3传输的数据汇总或单独处理形成不同的分析报告。
其中，遥感无人机301和测绘无人机302的遥感和测绘功能可集成于同一架无人机上，使无人机为同时具有遥感技术和测绘技术的遥感测绘一体无人机。
所述通信模块为4G或5G通信模块。
所述卫星遥感系统2或所述无人机遥感测绘系统3用于跟追监测农作物的病虫害进展情况、分析土壤属性、自然灾害后作物受损评估、梯田概况和统计植株数量，并通过通信模块将数据传输给总管控台1。
所述总管控台1包括多个子管控台5，多个所述子总管控台5分别设置于不同的管控区域，并接受总管控台1的指令和自己区域内无人机遥感测绘系统3发送的分析数据，同时控制自己区域内无人机遥感测绘系统3和植保无人机作业系统4的作业过程，总管控台1可以显示和查看被子管控台5控制作业的遥感无人机301、测绘无人机302和植保无人机401的工作情况。各所述测绘无人机302、遥感无人机301及植保无人机401上还安装有GPS定位系统，各所述测绘无人机和遥感无人机能够自动记录飞行轨迹并传输给管控台，同时管控台能够控制各各所述测绘无人机401和遥感无人机402按照预设轨迹飞行。
总管控台1发送指令给无人机遥感测绘系统3或卫星遥感系统2进行各种灾害监测或土壤属性分析及农作物其它情况侦查等，并处理无人机遥感测绘系统3或卫星遥感系统2传输的数据进行汇总分析，以便于进行各种农业上的作业安排。如果监测到病虫害，可发送指令给植保无人机作业系统4，控制多架植保无人机401对指定区域内进行农药喷洒作业，以快速及时的去除病虫害。子管控台5可以根据需要安排其控制区域内的监测、评估和喷洒等作业安排。
所述无人机(包括遥感无人机301、测绘无人机302和植保无人机401)的下端安装有如图2所示的着落缓冲结构6，所述着落缓冲结构6包括U型着陆架601，所述U型着陆架601的两端分别滑动配合式插入安装套管602的下端内，所述安装套管602对称的侧壁上设置有竖直的条形孔603，所述U型着陆架601的两端均固定设置有与所述条形孔603配合的限位滑块604，所述U型着陆架601的两端的顶端与位于所述安装套管602内的限位挡板605之间安装有压缩弹簧606(其与二者均固定连接)，所述限位挡板605的两端设置于限位槽结构607内，所述限位结构607包括竖直方向的滑道6071以及5个呈上下布置的限位槽6072，所述限位槽6072与所述滑道6071连通。
安装套管602上端用于匹配安装于无人机上9(此处的安装方式为本领域常规技术手段)。
其中，所述U型着陆架601的外周侧包裹有橡胶缓冲层608，所述缓冲垫层的两端位于所述安装套管602下端的下方，所述缓冲垫层608的两端设置有环形橡胶垫圈609，所述环形橡胶垫圈609用于与所述安装套管602的下端接触缓冲，也可以不接触，主要是起到一旦冲击力过大，弹簧缓冲力度不够时，最大程度缓冲冲击力。
如图3所示，所述安装套管602包括上、下螺纹连接的第一套管6021和第二套管6022，所述限位槽结构607位于所述第二套管6022上。所述限位挡板605顶端固定安装有手柄610，用于方便的将限位挡板605于不同水平的限位槽6072之间切换以调节压缩弹簧602的缓冲力。
本发明利用遥感监测技术跟追病虫害进展情况，有利于展开精准治理工作，做到及时发现、及时处理，也有利于早期防治，其原理是，病虫害会造成作物叶片细胞结构色素、水分、氮元素等性质发生变化，从而引起反射光谱的变化，所以病虫害作物的反射光谱和正常作物可见光到热红外波段的反射光谱有明显差异；无人机遥感测绘可以统计植株数量，相比于耗时且只能抽样调查的手动计数，无人机统计更加全面，准确性更高，除此之外，用户也可以借助无人机遥感测绘的硬件和软件技术，分析新栽培植株的成苗率，以确定重新栽种方案；农业遥感监测主要以作物、土壤为对象，作物在可见光－近红外光谱波段中，反射率主要受到作物色素、细胞结构和含水率的影响，特别是在可见光红光波段有很强吸收波段，在近红外波段有很强的反射特性，可以被用来进行作物长势、作物品质、作物病虫害等方面的监测，土壤可见-近红外光谱总体反射率相对较低，在可见光谱波段主要受到土壤有机质、氧化铁等赋色成分的影响，因此，土壤、作物等地物固有的反射光谱特性是农业遥感的基础，在精准农业中，有一个重要的概念叫做归一化植被指数，根据专业解释，归一化植被指数是反映农作物长势和营养信息的重要参数之一，计算方式是近红外波段的反射值与红光波段的反射值之差比上两者之和，归一化植被指数可以为改善作物健康提供参考依据，比如告诉你农田是否需要额外施肥；作物遭受冷冻害后，体内叶绿素活性会减弱，对近红外光和红光的敏感度下降会导致植被指数发生变化，因此植被指数差异分析主要是通过受灾前后植被指数的差值来判断受灾情况，在暴风雨灾害中，研究表明，水浸后的植被可见光波段反射增强，近红外波段减弱，且近红外波段和热波段的组合可以识别水浸和健康谷类作物；梯田是在坡地上沿等高线分段建造的阶梯式农田，其是一种重要的水土保持措施，具有保水、保土、保肥的作用，作为坡耕地治理措施的一种，修建梯田可以通过减缓地形坡度、缩短坡长来改变坡面的小地形，进而有效治理坡耕地水土流失，所以，通过无人机遥感测绘系统3及时获得梯田的动态指标，可以为梯田建设成效评价、水土流失防止、水土资源合理利用等提供科学依据，利用遥感技术生成的高分辨率影像对水土保持进行检测，有利于提取更详尽的水土保持措施。利用无人机生成高程图可以直观的看到梯田的整体布局，便于梯田管理者随挖随填，及时整改阶地和排水系统。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种农业无人机管控系统，其特征在于：包括卫星遥感系统、无人机遥感测绘系统、总管控台和植保无人机作业系统；所述卫星遥感系统、无人机遥感测绘系统包括多架遥感无人机和测绘无人机，各所述遥感无人机和测绘无人机包括通信模块，所述总管控台包括云端服务器，所述植保无人机作业系统包括多架植保无人机，各所述植保无人机安装有通信模块；
所述卫星遥感系统和无人机遥感测绘系统互相配合用于对农作物情况及土壤信息进行跟踪分析并通过通信模块将分析的数据发送给总管控台的云端服务器；
所述植保无人机作业系统用于根据总管控台的指令控制各植保无人机进行作业；
所述总管控台还用于根据所述卫星遥感系统或无人机遥感测绘系统传输的数据汇总或单独处理形成不同的分析报告。
2.根据权利要求1所述的农业无人机管控系统，其特征在于：所述通信模块为4G或5G通信模块。
3.根据权利要求1所述的农业无人机管控系统，其特征在于：所述卫星遥感系统或所述无人机遥感测绘系统用于跟追监测农作物的病虫害进展情况、分析土壤属性、自然灾害后作物受损评估、梯田概况和统计植株数量，并通过通信模块将数据传输给总管控台。
4.根据权利要求1所述的农业无人机管控系统，其特征在于：所述总管控台包括多个子管控台，多个所述子总管控台分别设置于不同的管控区域，并接受总管控台的指令和自己区域内无人机遥感测绘系统发送的分析数据及控制其区域内无人机遥感测绘系统和植保无人机系统的作业。
5.根据权利要求1所述的农业无人机管控系统，其特征在于：各所述无人机上还安装有GPS定位系统，各所述无人机能够自动记录飞行轨迹并传输给管控台，同时管控台能够控制各所述无人机按照预设轨迹飞行。
6.根据权利要求1所述的农业无人机管控系统，其特征在于：所述无人机遥感测绘系统包括多架遥感无人机和测绘无人机，或遥感测绘一体无人机。
7.根据权利要求1所述的农业无人机管控系统，其特征在于：各所述无人机的下端安装有着落缓冲结构，所述着落缓冲结构包括U型着陆架，所述U型着陆架的两端分别滑动配合式插入安装套管的下端内，所述安装套管对称的侧壁上设置有竖直的条形孔，所述U型着陆架的两端均设置有与所述条形孔配合的限位滑块，所述U型着陆架的两端的顶端与位于所述安装套管内的限位挡板之间安装有压缩弹簧，所述限位挡板的两端设置于限位槽结构内，所述限位结构包括竖直方向的滑道以及多个呈上、下布置的限位槽，所述限位槽与所述滑道连通。
8.根据权利要求7所述的农业无人机管控系统，其特征在于：所述U型着陆架的外周侧包裹有橡胶缓冲层，所述缓冲垫层的两端位于所述安装套管下端的下方，所述缓冲垫层的两端设置有环形橡胶垫圈，所述环形橡胶垫圈用于与所述安装套管的下端接触缓冲。
9.根据权利要求7所述的农业无人机管控系统，其特征在于：所述安装套管包括上、下螺纹连接的第一套管和第二套管，所述限位槽结构位于所述第二套管上，所述限位挡板顶端固定安装有手柄。
10.根据权利要求7所述的农业无人机管控系统，其特征在于：所述限位槽结构包括5个呈上、下布置的限位槽。
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