CN109287223A - 智能化农林业作业系统及方法 - Google Patents
智能化农林业作业系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109287223A CN109287223A CN201810918234.2A CN201810918234A CN109287223A CN 109287223 A CN109287223 A CN 109287223A CN 201810918234 A CN201810918234 A CN 201810918234A CN 109287223 A CN109287223 A CN 109287223A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crop
- unmanned plane
- platform
- work
- uav
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 32
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 20
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 20
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 15
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 claims description 13
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 12
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 8
- 238000004856 soil analysis Methods 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 abstract description 6
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 7
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 4
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 4
- 230000034303 cell budding Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000002720 Malnutrition Diseases 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 206010016165 failure to thrive Diseases 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000018343 nutrient deficiency Nutrition 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000000050 nutritive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
- A01M7/0025—Mechanical sprayers
- A01M7/0032—Pressure sprayers
- A01M7/0042—Field sprayers, e.g. self-propelled, drawn or tractor-mounted
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C15/00—Fertiliser distributors
- A01C15/005—Undercarriages, tanks, hoppers, stirrers specially adapted for seeders or fertiliser distributors
- A01C15/006—Hoppers
- A01C15/007—Hoppers with agitators in the hopper
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C15/00—Fertiliser distributors
- A01C15/06—Fertiliser distributors with distributing slots, e.g. adjustable openings for dosing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
- B64D1/18—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
- B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/28—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture specially adapted for farming
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
本发明旨在提供一种结构简单、自主作业、对作物异常情况进行预防性干预、成本低的智能化农林业作业系统及其作业方法。作业系统包括后台中央系统(1)和作业平台,后台中央系统与作业平台通讯连接,作业平台包括平台控制系统、通讯系统、电能系统、作业装置、作物勘查系统及无人机系统,作物勘查系统包括有作物勘查装置;作业系统的作业方法如下:无人机系统按照设定的时间点携带作物勘查装置起飞到作物区域对作物进行勘察,如作物勘查装置勘察到作物异常,无人机系统将作物信息通知平台控制系统,平台控制系统向无人机系统下发指令,无人机系统携带相应的作业装置到作物发生异常的区域进行作业。本发明应用于农业航空设备领域。
Description
技术领域
本发明涉及农业航空设备领域,特别涉及一种全自动的智能化农林业作业系统,以及该系统的作业方法。
背景技术
随着科技的发展,农业机械化、无人化的发展越来越成熟。随着无人机的加入,现代农业愈加发达。目前,农林业无人机作业主要是携带作业装置如喷药装置、施肥装置、播种装置等到达指定的作业区域进行作业。目前,一般的作业都是针对整片指定的区域,如喷药作业会进行全区域作业,又如施肥作业也会对指定的全区域进行作业。但这种方式存在多个不可取之处。如作物区域并不是全区域需要进行喷药或施肥,有可能是某一小片区域发生虫害或者肥料不足;对全区域进行作业的话,其一是大大地增加了作业时间,其二是对不必要作业的区域继续进行作业的话,大大地增加了药液或肥料的浪费,极大地提高了成本投入。此外,目前对作物的施肥或喷药作业都是在土地出现营养缺失或作物已经发生虫害之后才进行的,这种被动的作业方式往往效果一般甚至收效甚微,甚至虫害出现继续发展进而导致失收。如能设计一种能够全天候作业且在作物发生异常之前就进行预防性作业,则能很好地解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种自主作业、对作物异常情况进行预防性干预、成本低的智能化农林业作业系统。
本发明还提供了上述作业系统的作业方法,该方法通过后台中央系统控制,结合作业平台上的平台控制系统和无人机系统,实现无人化及自主化,实现全天候作业和预防性作业。
本发明所述智能化农林业作业系统所采用的技术方案是:所述智能化农林业作业系统包括后台中央系统和作业平台,所述后台中央系统与所述作业平台通讯连接,所述作业平台包括平台控制系统、通讯系统、电能系统、作业装置、作物勘查系统及无人机系统,所述作物勘查系统包括有作物勘查装置,所述平台控制系统分别与所述后台中央系统及所述无人机系统通讯连接,所述无人机系统按照设定的时间点携带所述作物勘查装置起飞到作物区域对作物进行勘察,如所述作物勘查装置勘察到作物异常,所述无人机系统将作物信息通知所述平台控制系统,所述平台控制系统向所述无人机系统下发指令,所述无人机系统携带相应的作业装置到作物发生异常的区域进行作业,在下一个设定的时间点,所述无人机系统再次携带所述作物勘查装置对作物区域进行勘察。
上述方案可见,本发明设置后台中央系统和作业平台,通过作业平台上的平台控制系统与无人机系统通讯,实现智能化控制,整个系统在工作时无需人工干预;通过作物勘查系统的设置,利用无人机携带作物勘查装置可进行勘查,对作物实行全天候监测;如作物勘查装置发现某一区域的作物生长有异常,通过对该区域进行数据采集(拍照和热成像),再与系统数据库中的大数据样本(作物异常种类的照片及热成像图)比对,得出当下发生异常的作物属于何种问题,据此利用在作业平台上设置的作业装置通过无人机携带到相应的作物区域进行作业,无需进行全区域作业,减少了作业时间,从而大大地节省了成本;同时,利用无人机作为巡逻勘查机,按照设定的时间点全天候进行巡逻勘查,当发现作物存在生长异常时,马上通知后台中央系统和平台控制系统,即时做出反应,将虫害等不利于作物生长的问题扼杀在萌芽阶段,达到预防的效果,保证作物茁壮生长。
进一步地,在所述作业平台上设置有带有机械手的移动装置,所述无人机系统包括设置在所述作业平台上的起降平台及至少一架停靠在所述起降平台上的无人机,所述移动装置在所述作业装置、所述作物勘查系统与所述起降平台之间移动,在所述无人机的下侧设置有挂接点,所述作物勘查装置或所述作业装置通过所述机械手挂设在所述挂接点上,所述作物勘查装置为光谱分析仪。
上述方案可见,在作业平台上设置移动装置,移动装置可在作业平台上的任意位置移动,利用移动装置上的机械手可实现快速地将准备好的作业装置挂设于无人机的挂接点上,其一是提高了效率,其二是通过移动装置的设置,无需人工介入,实现完全自主作业,免去人工成本的同时,还保证了全天候作业;此外,光谱分析仪的引入则实现了对作物情况的快速精准的勘查,提高了系统的工作效率。
再进一步地,所述智能化农林业作业系统还包括土壤分析模块,所述土壤分析模块包括若干个土壤传感器,所述土壤传感器设置在作物区域内,所述土壤传感器通过所述通讯系统与所述平台控制系统通讯。
上述方案可见,通过土壤传感器可采集土壤的数据,根据检测土壤的酸碱度、湿度及营养元素含量,确定作物是否需要施加肥料或喷淋溶液,实现自主作业。
又进一步地,所述作业装置包括但不限于农药配备装置、肥料配备装置和播种装置;具体地,所述农药配备装置包括配药箱、溶液加液阀门、若干加药针、搅拌棒及设置在所述配药箱外壁上的排药管,所述溶液加液阀门向所述配药箱内添加设定量的溶液,若干所述加药针根据设定要求分别向所述配药箱加入定量的药剂或粉剂,在所述配药箱内经所述搅拌棒搅拌均匀后完成农药配备,机载式药箱从所述排药管接收到农药后,通过所述移动装置携带到所述无人机上,在所述无人机上设置有若干喷头,若干所述喷头连接有水泵,当机载式药箱挂设与所述无人机上时,所述水泵插入所述机载式药箱内并完成喷药;所述肥料配备装置包括机载施肥袋、设置在所述机载施肥袋下部的施肥盘、肥料混合桶和设置在所述肥料混合桶下侧的出料斗,所述肥料混合桶内设置有搅拌架,在所述肥料混合桶内经搅拌均匀的肥料从所述出料斗处流入所述机载施肥袋中,再通过所述移动装置将所述机载施肥袋移动并挂设在所述无人机下侧的挂接点上;所述播种装置包括有种子斗和播撒盘,所述播撒盘可转动地配合在所述种子斗下侧且由电机带动转动,所述移动装置将所述播种装置挂设在所述无人机下侧的挂接点上,通过电机转动进行播种。
上述方案可见,无论是用于配药的农药配备装置,还是用于肥料配备的肥料配备装置,抑或播种装置,均能自动地完成装配料及作业,只要挂设在无人机上即可,实现了自主作业,提高了智能化程度;还可以在无人机上设置规格统一的装载箱,药液、喷淋液或者肥料均可装载在规格统一的装载箱内,只要在规格统一的装载箱下装上相应的作业装置即可,其结构简单,操作方便,维护便捷。
再进一步地,所述作业平台为移动式集装箱,在所述作业平台的底板上或所述移动式集装箱的顶部设置有移动导轨,所述移动装置在所述移动导轨上移动,所述移动装置为工业机器人,所述工业机器人在所述移动导轨上移动。
上述方案可见,移动导轨的设置使得移动装置在作业平台上的移动更加精准快速,或挂设在集装箱的顶部,提高了控制精度和作业效率。
上述智能化农林业作业系统的作业方法包括以下步骤:
a.将后台中央系统、作业平台上的平台控制系统及无人机系统之间建立通讯链路;
b.在后台中央系统或平台控制系统上设定无人机的巡逻起飞时间点并将时间点数据以命令的方式发送给无人机系统;
c.无人机系统按照设定的巡逻时间点装置所述作物勘查装置并按时自动起飞,到指定的区域对作物进行全场勘察;
d. 当作物勘查装置勘察到作物发生异常时,通过无人机上设置的摄像头对异常作物进行数据采集,并通过作物勘查装置获取发生异常的作物区域的作物状态信息,无人机将获取的信息发送至后台中央系统或平台控制系统;
e. 后台中央系统将收到的作物状态信息与系统数据库中的大数据样本(已知异常种类的作物状态样本)进行比较,通过比较,从系统数据库中找到与接收到的作物状态信息最为相似的样本,从而获知作物发生何种异常,如系统数据库中未能找到相应的样本,则将采集到的作物状态信息作为新的数据录入到系统数据库中并保存;
f.后台中央系统将比较结果发送给平台控制系统,平台控制系统根据作物发生异常的种类,给作业装置下发作业指令;
g.作业装置根据接收到的作业指令进行任务指派,相应的作业装置完成待命;
h.平台控制系统向无人机发送作业指令,无人机到达起降平台后,作业装置安装到无人机上,无人机根据飞行指令起飞,到达作物发生异常的区域;
i.作业装置对发生异常的作物进行作业;
j.作业完成后,无人机飞回作业平台,在下一个时间点,无人机继续携带作物勘查装置进行作物巡逻;如此循环。
上述方案可见,通过作物勘查装置的设置,可对全区域作物进行实时监测,且作物情况获取快速且精准,利用作物勘查装置获取的情况,通过平台控制系统与无人机及后台中央系统之间的通讯,如发现作物出现异常情况,由平台控制系统向无人机下发作业指令,携带相应的作业装置到达作物发生异常的区域并进行作业,作业完成后,无人机返回,等待下一次勘查指指令或作业指令;平台控制系统将事件上传给后台中央系统;整个过程无需人工参与,实现全程自主作业;大大地提高了工作效率,也降低了人工成本;此外,通过设定的时间点进行全天候不间断的勘察,能够在第一时间获知作物生长情况,如某一区域发生异常,即可通过无人机进行针对性作业,从而将虫害等扼杀在萌芽状态,起到预防作用;与现有的发生虫害等情况后再进行喷药或施肥的被动方式相比,本发明采用预防性干预手段,对作物异常情况进行主动勘查和采取相应措施,大大地降低了成本,也提高了作物的生长质量,保证了收成。
再进一步地,上述步骤i中,作业装置对发生异常的作物进行作业包括但不限于喷药作业、喷淋作业或施肥作业,所述无人机的数量为两架,其中一架作为巡逻勘察机,另外一架作为作业机。
上述方案可见,无人机设置为两架,其一作为巡逻勘查机,其二作为作业机,两者结合工作,有效地提高了系统的运作效率;由于勘查和作业时间又先后,两架无人机又保证了电池更换时间错开,保证作业的持续性。
附图说明
图1是本发明的系统框图;
图2是所述作业平台的俯视简易图。
具体实施方式
如图1和图2所示,本实施例中,本发明包括后台中央系统1和作业平台2,其中,作业平台的数目可以是若干个。且作业平台可以分布在不同的区域。所述后台中央系统1与所述作业平台2通讯连接,所述作业平台2包括平台控制系统3、通讯系统4、电能系统5、作业装置、作物勘查系统6及无人机系统7。在本实施例中,所述电能系统为设置在作业平台上的充电设施,包括电池、充电接口、电源接口等,其中电池为锂电池,其挂设在无人机上为无人机供电,如电池电量低于预设值,则需要对电池进行充电。当然,电池可以从无人机上取下再进行充电,也可直接利用充电接口对位于无人机上的电池进行充电。电能系统还为作业平台上的其它设备进行供电。所述作物勘查系统6包括有作物勘查装置61和土壤分析模块,所述土壤分析模块包括若干个土壤传感器,所述土壤传感器设置在作物区域的四周,所述土壤传感器通过所述通讯系统与所述平台控制系统通讯。所述土壤传感器对作物所在的区域进行酸碱度检测、湿度检测及营养元素检测,土壤分析模块对采集的土壤进行分析后,确认其是否需要施肥、喷淋或施药,如需要,则通过平台控制系统发出作业指令。所述作物勘查装置61为光谱分析仪。光谱分析仪对全区域的作物进行扫描,如发现任何异常,即时反馈给所述平台控制系统。所述平台控制系统3分别与所述后台中央系统1及所述无人机系统7通讯连接,所述无人机系统7按照设定的时间点携带所述作物勘查装置61起飞到作物区域对作物进行勘察,如所述作物勘查装置61勘察到作物异常,所述无人机系统7将作物状态信息通知所述平台控制系统3,所述平台控制系统3向所述无人机系统7下发指令,所述无人机系统7携带相应的作业装置到作物发生异常的区域进行作业,在下一个设定的时间点,所述无人机系统7再次携带所述作物勘查装置61对作物区域进行勘察。同时,平台控制系统将事件上传给后台中央系统。在本实施例中,设定的时间点可以是间隔两个小时巡逻勘查一次,当然,也可以根据不同的植物而设置不同的时间间隔。所述无人机系统7包括设置在所述作业平台2上的起降平台71及至少一架停靠在所述起降平台71上的无人机72。在本实施例中,所述无人机72的数量为两架,其中一架作为巡逻勘察机,另外一架作为作业机。
此外,为实现自主作业,在所述作业平台2上设置有带有机械手21的移动装置22,在本实施例中,所述移动装置22为工业机器人,在本实施例中,其中的工业机器人可选用爱普生爱普生WorkSenseW-01型机器人。为了使得机器人移动得更加精确和稳定,在所述作业平台2的底板上或顶部设置有移动导轨23,所述移动装置22在所述移动导轨23上移动。所述移动装置22在所述作业装置、所述作物勘查系统6与所述起降平台71之间移动,在所述无人机72的下侧设置有挂接点,所述作物勘查装置61或所述作业装置通过所述机械手21挂设在所述挂接点上。
上述提及的作业装置包括但不限于农药配备装置8、肥料配备装置9和播种装置10。具体地介绍如下。当然,作业装置对发生异常的作物进行作业包括但不限于喷药作业、喷淋作业或施肥作业。
所述农药配备装置8包括配药箱81、溶液加液阀门82、若干加药针83、搅拌棒84及设置在所述配药箱81外壁上的排药管85,所述溶液加液阀门82向所述配药箱81内添加设定量的溶液,若干所述加药针83根据设定要求分别向所述配药箱81加入定量的药剂或粉剂,在所述配药箱81内经所述搅拌棒84搅拌均匀后完成农药配备,机载式药箱从所述排药管85接收到农药后,通过所述移动装置22携带到所述无人机72上,在所述无人机72上设置有若干喷头,若干所述喷头连接有水泵,当机载式药箱挂设与所述无人机72上时,所述水泵插入所述机载式药箱内并完成喷药。
所述肥料配备装置9包括机载施肥袋91、设置在所述机载施肥袋91下部的施肥盘92、肥料混合桶93和设置在所述肥料混合桶93下侧的出料斗94,所述肥料混合桶93内设置有搅拌架,在所述肥料混合桶93内经搅拌均匀的肥料从所述出料斗94处流入所述机载施肥袋91中,再通过所述移动装置22将所述机载施肥袋91移动并挂设在所述无人机72下侧的挂接点上。
所述播种装置7包括有种子斗和播撒盘,所述播撒盘可转动地配合在所述种子斗下侧且由电机带动转动,所述移动装置22将所述播种装置7挂设在所述无人机72下侧的挂接点上,通过电机转动进行播种。
上述智能化农林业作业系统的作业方法步骤如下。
a.将后台中央系统1、作业平台2上的平台控制系统3及无人机系统7之间建立通讯链路;
b.在后台中央系统1或平台控制系统3上设定无人机的巡逻起飞时间点并将时间点数据以命令的方式发送给无人机系统7;
c.无人机系统7按照设定的巡逻时间点装置所述作物勘查装置61并按时自动起飞,到指定的区域对作物进行全场勘察;
d. 当作物勘查装置61勘察到作物发生异常时,通过无人机上设置的摄像头对异常作物进行拍照,并通过作物勘查装置61获取发生异常的作物区域的作物状态信息,无人机将获取的信息发送至后台中央系统1或平台控制系统3;在这里,作物状态信息通过热成像或者是摄像头拍摄的作物图片来显示;
e. 后台中央系统1将收到的作物状态信息与系统数据库中的已知异常种类的作物状态样本进行比较,通过比较,从系统数据库中找到与接收到的作物状态信息最为相似的样本,从而获知作物发生何种异常;如系统数据库中未能找到相应的样本,则将采集到的作物状态信息作为新的数据录入到系统数据库中并保存;
f.后台中央系统1将比较结果发送给平台控制系统3,平台控制系统3根据作物发生异常的种类,给作业装置下发作业指令;
g.作业装置根据接收到的作业指令进行任务指派,相应的作业装置完成待命;
h.平台控制系统3向无人机发送作业指令,无人机到达起降平台后,作业装置安装到无人机上,无人机根据飞行指令起飞,到达作物发生异常的区域;
i.作业装置对发生异常的作物进行作业;
j.作业完成后,无人机飞回作业平台2,在下一个时间点,无人机继续携带作物勘查装置61进行作物巡逻;如此循环。
本发明以后台中央系统、作业平台及无人机系统作为基础,通过整合作业装置、作物勘查系统以及在作业平台上设置平台控制系统、电能系统和通讯系统,通过作业平台上的平台控制系统与无人机系统通讯,实现智能化控制,整个系统在工作时无需人工干预;通过作物勘查系统的设置,利用无人机携带作物勘查装置可进行勘查,对作物实行全天候监测;如作物勘查装置发现某一区域的作物生长有异常,通过对该区域进行拍照和热成像,再与系统数据库中的作物异常种类的照片及热成像比对,得出当下发生异常的作物属于何种问题,据此利用在作业平台上设置的作业装置通过无人机携带到相应的作物区域进行作业,无需进行全区域作业,减少了作业时间,从而大大地节省了成本;同时,利用无人机作为巡逻勘查机,按照设定的时间点全天候进行巡逻勘查,当发现作物存在生长异常时,马上通知后台中央系统和平台控制系统,即时做出反应,将虫害等不利于作物生长的问题扼杀在萌芽阶段,达到预防的效果,做到主动介入。与现有的发生虫害等情况后再进行喷药或施肥的被动方式相比,本发明采用预防性干预手段,对作物异常情况进行主动勘查和采取相应措施,大大地降低了成本,也提高了作物的生长质量,保证了收成。
本发明应用于农业航空设备领域。
Claims (10)
1.一种智能化农林业作业系统,其特征在于:所述智能化农林业作业系统包括后台中央系统(1)和作业平台(2),所述后台中央系统(1)与所述作业平台(2)通讯连接,所述作业平台(2)包括平台控制系统(3)、通讯系统(4)、电能系统(5)、作业装置、作物勘查系统(6)及无人机系统(7),所述作物勘查系统(6)包括有作物勘查装置(61),所述平台控制系统(3)分别与所述后台中央系统(1)及所述无人机系统(7)通讯连接,所述无人机系统(7)按照设定的时间点携带所述作物勘查装置(61)起飞到作物区域对作物进行勘察,如所述作物勘查装置(61)勘察到作物异常,所述无人机系统(7)将作物信息通知所述平台控制系统(3),所述平台控制系统(3)向所述无人机系统(7)下发指令,所述无人机系统(7)携带相应的作业装置到作物发生异常的区域进行作业,在下一个设定的时间点,所述无人机系统(7)再次携带所述作物勘查装置(61)对作物区域进行勘察。
2.根据权利要求1所述的智能化农林业作业系统,其特征在于:在所述作业平台(2)上设置有带有机械手(21)的移动装置(22),所述无人机系统(7)包括设置在所述作业平台(2)上的起降平台(71)及至少一架停靠在所述起降平台(71)上的无人机(72),所述移动装置(22)在所述作业装置、所述作物勘查系统(6)与所述起降平台(71)之间移动,在所述无人机(72)的下侧设置有挂接点,所述作物勘查装置(61)或所述作业装置通过所述机械手(21)挂设在所述挂接点上,所述作物勘查装置(61)为光谱分析仪。
3.根据权利要求2所述的智能化农林业作业系统,其特征在于:所述智能化农林业作业系统还包括土壤分析模块,所述土壤分析模块包括若干个土壤传感器,所述土壤传感器设置在作物区域的四周,所述土壤传感器通过所述通讯系统(4)与所述平台控制系统(3)通讯。
4.根据权利要求2所述的智能化农林业作业系统,其特征在于:所述作业装置包括但不限于农药配备装置(8)、肥料配备装置(9)和播种装置(10)。
5.根据权利要求4所述的智能化农林业作业系统,其特征在于:所述农药配备装置(8)包括配药箱(81)、溶液加液阀门(82)、若干加药针(83)、搅拌棒(84)及设置在所述配药箱(81)外壁上的排药管(85),所述溶液加液阀门(82)向所述配药箱(81)内添加设定量的溶液,若干所述加药针(83)根据设定要求分别向所述配药箱(81)加入定量的药剂或粉剂,在所述配药箱(81)内经所述搅拌棒(84)搅拌均匀后完成农药配备,机载式药箱从所述排药管(85)接收到农药后,通过所述移动装置(22)携带到所述无人机(72)上,在所述无人机(72)上设置有若干喷头,若干所述喷头连接有水泵,当机载式药箱挂设与所述无人机(72)上时,所述水泵插入所述机载式药箱内并完成喷药。
6.根据权利要求4所述的智能化农林业作业系统,其特征在于:所述肥料配备装置(9)包括机载施肥袋(91)、设置在所述机载施肥袋(91)下部的施肥盘(92)、肥料混合桶(93)和设置在所述肥料混合桶(93)下侧的出料斗(94),所述肥料混合桶(93)内设置有搅拌架,在所述肥料混合桶(93)内经搅拌均匀的肥料从所述出料斗(94)处流入所述机载施肥袋(91)中,再通过所述移动装置(22)将所述机载施肥袋(91)移动并挂设在所述无人机(72)下侧的挂接点上。
7.根据权利要求4所述的智能化农林业作业系统,其特征在于:所述播种装置(7)包括有种子斗和播撒盘,所述播撒盘可转动地配合在所述种子斗下侧且由电机带动转动,所述移动装置(22)将所述播种装置(7)挂设在所述无人机(72)下侧的挂接点上,通过电机转动进行播种。
8.根据权利要求1所述的智能化农林业作业系统,其特征在于:所述作业平台(2)为移动式集装箱,在所述作业平台(2)的底板上或所述移动式集装箱的顶部设置有移动导轨(23),所述移动装置(22)在所述移动导轨(23)上移动,所述移动装置(22)为工业机器人,所述工业机器人在所述移动导轨上移动。
9.一种如权利要求1所述的智能化农林业作业系统的作业方法,其特征在于,它包括以下步骤:
a.将后台中央系统(1)、作业平台(2)上的平台控制系统(3)及无人机系统(7)之间建立通讯链路;
b.在后台中央系统(1)或平台控制系统(3)上设定无人机的巡逻起飞时间点并将时间点数据以命令的方式发送给无人机系统(7);
c.无人机系统(7)按照设定的巡逻时间点装置所述作物勘查装置(61)并按时自动起飞,到指定的区域对作物进行全场勘察;
d.当作物勘查装置(61)勘察到作物发生异常时,通过无人机上设置的摄像头对异常作物进行拍照,并通过作物勘查装置(61)获取发生异常的作物区域的作物状态信息,无人机将获取的信息发送至后台中央系统(1)或平台控制系统(3);
e.后台中央系统(1)将收到的作物状态信息与系统数据库中的已知异常种类的作物状态样本进行比较,通过比较,从系统数据库中找到与接收到的作物状态信息最为相似的样本,从而获知作物发生何种异常,如系统数据库中未能找到相应的样本,则将采集到的作物状态信息作为新的数据录入到系统数据库中并保存;
f.后台中央系统(1)将比较结果发送给平台控制系统(3),平台控制系统(3)根据作物发生异常的种类,给作业装置下发作业指令;
g.作业装置根据接收到的作业指令进行任务指派,相应的作业装置完成待命;
h.平台控制系统(3)向无人机发送作业指令,无人机到达起降平台后,作业装置安装到无人机上,无人机根据飞行指令起飞,到达作物发生异常的区域;
i.作业装置对发生异常的作物进行作业;
j.作业完成后,无人机飞回作业平台(2),在下一个时间点,无人机继续携带作物勘查装置(61)进行作物巡逻;如此循环。
10.根据权利要求9所述的智能化农林业作业系统的作业方法,其特征在于,所述步骤i中,作业装置对发生异常的作物进行作业包括但不限于喷药作业、喷淋作业或施肥作业,所述无人机(72)的数量为两架,其中一架作为巡逻勘察机,另外一架作为作业机。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810918234.2A CN109287223A (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 智能化农林业作业系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810918234.2A CN109287223A (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 智能化农林业作业系统及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109287223A true CN109287223A (zh) | 2019-02-01 |
Family
ID=65170488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810918234.2A Pending CN109287223A (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 智能化农林业作业系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109287223A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10822085B2 (en) | 2019-03-06 | 2020-11-03 | Rantizo, Inc. | Automated cartridge replacement system for unmanned aerial vehicle |
CN112034883A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-04 | 华南农业大学 | 一种基于无人机转运的梯田机械化作业方法 |
CN112068604A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-11 | 华南农业大学 | 一种基于无人机转运的梯田模块化智能作业系统 |
CN116500205A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-07-28 | 中国农业科学院农业信息研究所 | 一种农田氮素地下淋溶监测机器人系统及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140246545A1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-04 | Michael Beaugavin Markov | Aerial material distribution apparatus |
CN205686614U (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 南昌理工学院 | 一种具有施肥功能的太阳能无人机 |
CN106585992A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 上海土是宝农业科技有限公司 | 一种无人机智能识别、精确喷洒农药的方法及系统 |
CN106956778A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-07-18 | 广东容祺智能科技有限公司 | 一种无人机农药喷洒方法及系统 |
CN107792383A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-13 | 珠海羽人农业航空有限公司 | 流动式共享农业无人机服务站 |
CN207100280U (zh) * | 2017-07-28 | 2018-03-16 | 中交遥感载荷(北京)科技有限公司 | 一种用于植保无人机的自动加药装置 |
CN108069027A (zh) * | 2017-04-28 | 2018-05-25 | 深圳市九天创新科技有限责任公司 | 多光谱固定翼无人机配合植保无人机的植保系统及方法 |
-
2018
- 2018-08-13 CN CN201810918234.2A patent/CN109287223A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140246545A1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-04 | Michael Beaugavin Markov | Aerial material distribution apparatus |
CN205686614U (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 南昌理工学院 | 一种具有施肥功能的太阳能无人机 |
CN106585992A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 上海土是宝农业科技有限公司 | 一种无人机智能识别、精确喷洒农药的方法及系统 |
CN108069027A (zh) * | 2017-04-28 | 2018-05-25 | 深圳市九天创新科技有限责任公司 | 多光谱固定翼无人机配合植保无人机的植保系统及方法 |
CN106956778A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-07-18 | 广东容祺智能科技有限公司 | 一种无人机农药喷洒方法及系统 |
CN207100280U (zh) * | 2017-07-28 | 2018-03-16 | 中交遥感载荷(北京)科技有限公司 | 一种用于植保无人机的自动加药装置 |
CN107792383A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-13 | 珠海羽人农业航空有限公司 | 流动式共享农业无人机服务站 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
严泰来 等: "《遥感技术与农业应用》", 31 July 2008, 中国农业大学出版社 * |
黄健 等: "《高新科技知识读本》", 30 June 2003, 中国人事出版社 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10822085B2 (en) | 2019-03-06 | 2020-11-03 | Rantizo, Inc. | Automated cartridge replacement system for unmanned aerial vehicle |
CN112034883A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-04 | 华南农业大学 | 一种基于无人机转运的梯田机械化作业方法 |
CN112068604A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-11 | 华南农业大学 | 一种基于无人机转运的梯田模块化智能作业系统 |
CN112034883B (zh) * | 2020-09-02 | 2021-05-14 | 华南农业大学 | 一种基于无人机转运的梯田机械化作业方法 |
CN112068604B (zh) * | 2020-09-02 | 2021-05-25 | 华南农业大学 | 一种基于无人机转运的梯田模块化智能作业系统 |
CN116500205A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-07-28 | 中国农业科学院农业信息研究所 | 一种农田氮素地下淋溶监测机器人系统及方法 |
CN116500205B (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-22 | 中国农业科学院农业信息研究所 | 一种农田氮素地下淋溶监测机器人系统及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109287223A (zh) | 智能化农林业作业系统及方法 | |
US9382003B2 (en) | Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs | |
BR112020009102A2 (pt) | sistema integrado para controlar, detectar, monitorar, avaliar e tratar as pragas de cultura | |
CN107291102A (zh) | 一种无人机放牧系统 | |
UA125462C2 (uk) | Системи, способи та пристрої для моніторингу за погодними та польовими умовами | |
WO2021077722A1 (zh) | 一种用于无人机上的生物质球体投放系统及投放方法 | |
CN108849819B (zh) | 关于生物制剂喷洒的自动控制方法、喷药装置及控制系统 | |
CN111459183B (zh) | 作业参数推荐方法、装置、无人设备及存储介质 | |
CN114035607A (zh) | 一种无人机喷洒农药的作业方法 | |
CN108680204A (zh) | 一种基于大数据的自动施肥系统 | |
CN109832246A (zh) | 一种基于北斗导航的植保无人机数据综合采集系统 | |
CN106614475A (zh) | 一种农用平台的控制方法及系统 | |
Xin et al. | Development of vegetable intelligent farming device based on mobile APP | |
EP4230036A1 (en) | Targeted treatment of specific weed species with multiple treatment devices | |
CN109863916A (zh) | 基于智能化全物理方案除虫除草的方法 | |
WO2022269083A1 (en) | Targeted treatment of specific weed species with multiple treatment devices | |
CN114577262A (zh) | 一种具有病理分析功能的农作物监控系统 | |
CN209784195U (zh) | 一种农业大棚的病虫害诊断系统 | |
Chiu et al. | A wireless communication system for automated greenhouse operations | |
US20210195850A1 (en) | Greenhouse control system | |
CN206804060U (zh) | 自动式棉田信息采集系统 | |
Wu et al. | Addressing Greenhouse’s Lack of Natural Pollinators-A UAV-Based Artificial Pollination System | |
CN213276358U (zh) | 一种智慧农业整体管理系统 | |
CN209711222U (zh) | 基于机器视觉的自主精准喷药机器人 | |
Schellenberger et al. | Leveraging 5G private networks, UAVs and robots to detect and combat broad-leaved dock (Rumex obtusifolius) in feed production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190201 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |