CN109358642A - 一种基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，旨在通过多旋翼勘测无人机、多旋翼采摘无人机以及多旋翼喷洒无人机的有效且准确的控制，实现高效的果树植保及采摘。实现步骤为：多旋翼勘测无人机规避障碍物的自主飞行，前往目标果园，通过定位模块以及传感器模块采集果园信息；地面基站获取勘测无人机的采集信息，进行三维图像建模；多旋翼采摘无人机根据地面基站传输的成熟果树的位置，自主飞往目标果树进行采摘，任务完成则自主返航，降到指定区域；多旋翼喷洒无人机根据地面基站传输的果树的相关信息，完成高效的喷洒任务。本发明能够针对果树具体的受灾情况决定农药的喷洒浓度，更加有效、均匀的实现农药的喷洒。
Description
技术领域
本发明涉及多旋翼无人机勘测和无线通信领域，具体地说是一种基于多旋翼无人机的果树植保及采摘的方法。
背景技术
两个人一起，一个人拉管，一个人往作物上喷洒农药，长年以来，这就是中国农村田间地头最常见和普遍的打药作业方式。据不完全统计，全国仍有5800万套肩背式的打药喷雾器在使用，占了施药领域的绝大部分，还有一小部分是地面机械施药装备。然而，由于农药对人体的危害极大，愿意人工作业的打药人已经越来越少。“现在打药的人，40岁到50岁的占了20％，50岁至60岁占60％，60岁以上的占20％。40岁以下的，没有。”江西省于都县鑫威隆果业专业合作社的负责人严冬长说，打药人多以农村妇女和贫困户为主，越是农忙时节越抢手。“我们1000多亩果园，打一次药需要请40个人，至少打上三天半到四天时间。”严冬长说，人工作业，正儿八经打药，一天也只能打几亩地。无人机喷药，无论是时间成本还是费用，都要低很多。中国拥有地球上7％的耕地，但我国的化肥和农药的使用量却是全球总量的35％。农药的浪费和不可控的污染，容易导致打药人慢性中毒，也容易导致农产品中农残留超标等问题，农民迫切需要更为精准高效的打药手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于多旋翼无人机的果树植保及采摘的方法，旨在通过多旋翼无人机的勘测、采摘、喷洒的一系列的精准控制，实现更加安全、高效的植保工作。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，所述多旋翼无人机包括多旋翼勘测无人机、多旋翼采摘无人机和多旋翼喷洒无人机，所述多旋翼勘测无人机包括无线通信模块、中央处理模块、控制模块、超声波探测器、GPS模块、传感器模块和图像模块，所述多旋翼采摘无人机包括无线通信模块、中央处理模块、控制模块、超声波探测器、GPS模块、传感器模块、图像模块和机械臂模块，所述多旋翼喷洒无人机包括无线通信模块、中央处理模块、控制模块、超声波探测器、GPS模块、传感器模块、图像模块和喷洒模块，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)使用多旋翼勘测无人机对果园进行勘测；
(2)根据勘测结果，使用多旋翼采摘无人机对果树进行采摘作业或使用多旋翼喷洒无人机对果树进行喷洒作业；
其中步骤(1)包括：
(1a)地面基站向多旋翼勘测无人机发送指令，指示其飞向果园目标区域；
(1b)多旋翼勘测无人机到达目标区域后，升至预设高度，利用图像模块拍摄出果园的航拍图，多旋翼勘测无人机中央处理模块进行三维图像建模，将果园内果树大致位置进行标注，并将三维建模得到的果树位置分布图发送到地面基站；
(1c)地面基站分析通过多旋翼勘测无人机载GPS模块获取的无人机位置信息以及果树位置分布图，确定多旋翼勘测无人机飞行路线；
(1d)多旋翼勘测无人机根据确定的飞行路线，进行勘测，并将勘测得的信息发送到地面基站；
(1e)地面基站将勘测得的信息与多旋翼勘测无人机提供的果树位置分布图整合，识别可以采摘的果树，将果树的受灾情况分为三种等级：轻度受灾、中度受灾、重度受灾；
(1f)地面基站确认多旋翼勘测无人机采集信息的完整性，在确认信息完整后，指示多旋翼勘测无人机返航。
优选地，所述步骤(1d)中多旋翼勘测无人机根据确定的飞行路线进行勘测并将勘测得的信息发送到地面基站包括：依次对果树进行勘测，到达果树时，多旋翼勘测无人机悬停在指定高度，识别果树编号，记录果树位置，勘测出果树树冠大小，果树果实生长情况以及果树的受灾情况，并将果树编号、果树位置和果树树冠大小，果树果实生长情况以及果树的受灾情况一起发送到地面基站。
优选地，所述步骤(1d)中多旋翼勘测无人机根据确定的飞行路线进行勘测并将勘测得的信息发送到地面基站进一步包括：在飞行过程中，多旋翼勘测无人机通过超声波探测器探测飞行路线上的障碍物，在探测到障碍物时，通过无人机当前位置得到障碍物位置信息，并且发送到地面基站。
优选地，步骤(2)中使用多旋翼采摘无人机对果树进行采摘作业包括：
(2a)地面基站根据整合了可以采摘的果树的位置和障碍物位置信息的果树位置分布图计算采集路线，并且将采集路线连同可以采摘的果树的位置和编号信息发送至多旋翼采摘无人机；
(2b)多旋翼采摘无人机按照采集路线飞往可以采摘的果树，当到达可以采摘的果树时，多旋翼采摘无人机通过图像模块确认果树编号正确，定位果实位置，通过机械臂模块采摘果实；
(2c)多旋翼采摘无人机完成采摘任务后自动返航。
优选地，步骤(2)中使用多旋翼喷洒无人机对果树进行喷洒作业包括：
(3a)地面基站根据整合了果树的受灾等级和障碍物位置信息的果树位置分布图计算喷洒路线，并且将喷洒路线连同待洒药的果树的位置、编号、树冠大小以及果树受灾等级信息发送至多旋翼喷洒无人机；
(3b)多旋翼喷洒无人机按照喷洒路线飞往待洒药的果树，当到达待洒药的果树时，多旋翼喷洒无人机通过图像模块确认果树编号正确，确认果树的树冠直径以及果树的受灾等级，由中央处理模块根据树冠大小和受灾等级确定喷洒路径；
(3c)多旋翼喷洒无人机完成喷洒任务后自动返航。
优选地，所述步骤(3b)中根据树冠大小和受灾等级确定喷洒路径包括：
如果果树的树冠直径小于多旋翼喷洒无人机的喷幅，则多旋翼喷洒无人机将悬停在树冠中心上方旋转喷洒，根据受灾等级来决定悬停的时间；
如果果树的树冠直径大于等于多旋翼喷洒无人机的喷幅，则多旋翼喷洒无人机将采用螺旋向外的喷洒路径，由控制模块根据树冠直径大小以及果树受灾等级选择预设的控制模式，来决定多旋翼喷洒无人机的行进速度以及螺旋向外的半径增长速率。
优选地，在螺旋向外的喷洒路径中，多旋翼喷洒无人机螺旋式下降到适合喷洒农药的高度，通过螺旋航线产生乱流，从而将果树的叶子翻转，使容易生长害虫的背阴面也能均匀的喷洒农药。
优选地，在飞行过程中，多旋翼无人机通过超声波探测器探测飞行路线上的障碍物，在探测到障碍物时，依据飞行姿态数据和无人机与障碍物的相对位置修改多旋翼无人机的飞行控制数据，实现对障碍物的规避，所述飞行姿态数据通过以下步骤获得：
i.中央处理模块获取多旋翼无人机当前传感器数据，对获取的数据中的重力以及磁场数据采用低通滤波，对从陀螺仪获取的数据采用高通滤波，并且通过四元数的方法进行互补计算，得到多旋翼无人机当前的姿态信息；
ii.中央处理模块将当前的姿态信息和期望的姿态信息通过混杂控制得到多旋翼无人机的飞行姿态数据。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明通过多旋翼勘测无人机、多旋翼采摘无人机、多旋翼喷洒无人机形成一种针对果树植保以及采摘工作的系统。通过从勘测、采摘、喷洒完成了果树植保工作，提高了果园的工作效率，更加解放了工作人员的双手。
2、本发明通过勘测无人机的超声波探测器以及GPS模块准确记录了障碍物的信息，为采摘无人机和喷洒无人机提供了障碍物位置信息，进行准确避障，节省了再次识别障碍物的信息所需要的时间。
3、本发明中喷洒无人机所采用的飞行轨迹(蚊香型)能够更加有效、均匀的实现农药的喷洒。由于更加针对果树具体的受灾情况决定农药的喷洒浓度，更加具有针对性。
附图说明
图1是多旋翼勘测无人机的整体系统结构图。
图2是多旋翼采摘无人机的整体系统结构图。
图3是多旋翼喷洒无人机的整体系统结构图。
图4是根据本发明实施例的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法的实现流程图。
图5是当果树的树冠直径大于等于喷洒无人机的喷幅时，多旋翼喷洒无人机喷洒作业的螺旋型的轨迹的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明的思路是：控制多旋翼勘测无人机勘测整个果园的果树分布、障碍物信息，悬停采集果树的具体信息(树冠大小、果实成长情况、果树受灾情况)，通过无线通信模块发送到地面基站。多旋翼采摘无人机通过地面基站传输的成熟果树位置分布以及障碍物分布悬停到成熟果树上空，通过机器视觉模块确认果实位置，用机械臂装置采摘果实，并将采摘的果实放在无人机下方的篮筐里。多旋翼喷洒无人机通过地面基站传输的果树位置分布以及障碍物分布，通过机器视觉模块识别果树的编号，并通过通信模块接受由地面基站从勘测无人机采集的树冠大小以及果树的受灾等级，由中央处理模块根据树冠大小计算出由外向内的“蚊香型”向内收敛的半径差值以及控制模块选择控制模式，到达树冠中心完成果树的喷洒。
参看图1，多旋翼勘测无人机搭载了定位模块、传感器模块、中央处理模块、控制模块、无线通信模块以及图像模块。
定位模块主要是包含超声波探测器和GPS模块，其中超声波探测器主要用来获取障碍物的位置信息，GPS模块用于定位无人机当前位置，通过两个模块的结合定位绘制出障碍物位置分布图。
传感器模块主要有加速度计传感器、陀螺仪、磁力机、重力计。加速度计传感器用于获取加速度；陀螺仪用于获取角速度信息。
中央处理模块包括CPU、ARM等，主要用于无人机数据处理。
控制模块包括控制数据解析器和多旋翼控制器。控制数据解析器用于解析无人机控制数据；多旋翼控制器用于控制多旋翼无人机的电机旋转。
无线通信模块用于与地面基站交互信息。
参看图2，多旋翼采摘无人机搭载了定位模块、传感器模块、中央处理模块、控制模块、无线通信模块、图像模块以及机械臂模块。
机械臂模块包括机械臂及篮筐。机械臂用于采摘，篮筐用于盛放。(其余模块与多旋翼勘测无人机类似)。
参看图3，多旋翼喷洒无人机搭载了定位模块、传感器模块、中央处理模块、控制模块、无线通信模块、图像模块以及喷洒模块。(其余模块与多旋翼勘测无人机类似)。
参看图4，根据本发明实施例的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘的方法包括如下步骤：
步骤1，控制多旋翼勘测无人机进行勘测：
步骤1a，多旋翼勘测无人机接受飞行控制设备通讯模块向无人机通讯模块发送的指令，飞向果园目标区域。
步骤1b，多旋翼勘测无人机利用两目摄像机拍摄出果园的航拍图，进行三维图像建模，并对果园内果树位置进行标注，并将果树位置分布图发送到地面基站。
步骤1c，地面基站分析通过无人机GPS定位系统获取的位置信息以及三维建模图像，确定勘测无人机飞行路线，准备依次对果树进行勘测。
步骤1d，超声波探测器获取多旋翼勘测无人机距离障碍物的信息，并将障碍物距离信息传输到无人机中央处理模块，并依照之前的三维建模图像，记录障碍物信息。
步骤1e，无人机中央处理模块根据飞行路线信息，计算多旋翼勘测无人机的飞行姿态数据，并将这些飞行姿态数据和距离信息计算出多旋翼无人机的飞行控制数据，同时将飞行控制数据发送到控制数据解析器。
步骤1e1，中央处理模块从传感器模块获取多旋翼无人机当前陀螺仪和加速度计传感器数据，对获取的数据中的重力以及磁场数据采用低通滤波，从陀螺仪获取的数据采用高通滤波，并且通过四元数的方法进行互补计算，得到多旋翼无人机当前的姿态信息。
步骤1e2，中央处理模块将当前的姿态信息和期望的姿态信息通过混杂控制得到多旋翼无人机的飞行姿态数据。
步骤1f，控制模块对于飞行控制数据进行解析，并将结果发送到多旋翼控制器，实现多旋翼对障碍物的规避，按照飞行路线进行飞行。
步骤1f1，中央处理模块通过定位模块中的超声波探测器分别获取上下、左右、前后的障碍物的信息。
步骤1f2，判断上下、左右、前后的障碍物的信息与多旋翼无人机当前的位置进行定位。如果当前的障碍物的位置没有造成危险，则继续飞行；如果当前处于危险范围之类，判断危险的方向，进行相应的俯仰角、滚转角以及偏航角的调整，避开障碍物。并且在这一系列的飞行判断过程中，明确障碍物的位置，通过定位模块记录障碍物的位置。
步骤2，多旋翼勘测无人机通过通信交互采集数据：
步骤2a，根据飞行路线上的果树分布，到达果树时，悬停在指定高度，勘测出果树树冠大小，果树果实生长情况以及果树的受灾情况。
步骤2b，中央处理模块将采集到的数据发送到地面基站。
步骤2c，地面基站对于采集到的数据进行分析，针对果实成熟程度将可以采摘的果树编号记录下来；针对果树受灾情况，将果树的受灾情况分为三种情况：轻度受灾、中度受灾、重度受灾。
步骤2c1，无线通讯模块将采集数据传输到地面基站，在地面基站根据定位模块以及传感器模块的采集数据，将障碍物的位置以及果树的位置进行三维图像建模。
步骤2c2，地面基站通过无线通讯模块传输的果树数据，将果树的果实成熟程度以及果树的受灾情况进行分析以及记录果实成熟的果树编号和受灾情况的等级分布。
步骤2d，地面基站确认勘测无人机采集信息的完整性，发送返航指令，多旋翼勘测无人机接受指令，确认返航，降落到指定位置。
步骤3，多旋翼采摘无人机通过视觉定位采摘果实：
步骤3a，地面基站将成熟果树的位置通过无人机通信模块发送到无人机，中央处理模块计算采集路线。
步骤3b，多旋翼采摘无人机到达指定果树，通过机器视觉模块定位果实位置。
步骤3c，多旋翼采摘无人机通过机械臂进行采摘，并将采摘的果实放在无人机下方的篮筐里。
步骤3d，多旋翼采摘无人机完成采摘任务后自动返航，降落到指定位置。
步骤4，多旋翼喷洒无人机进行喷洒任务：
步骤4a，地面基站整合勘测无人机提供的三维建模图像以及飞行过程中的障碍物位置信息。地面基站将勘测无人机采集的果树受灾情况，将受灾情况等级分布情况形成三维分布图。
步骤4b，多旋翼喷洒无人机通过通信模块接受由地面基站整合的障碍物位置信息，进行避障飞行，到达果树顶端。
步骤4c，多旋翼喷洒无人机通过机器视觉模块识别果树的编号(由勘测无人机采集信息进行的编号)；并通过通信模块接受由地面基站从勘测无人机采集的树冠大小，由中央处理模块根据树冠大小计算出由外向内的“蚊香型”向内收敛的半径差值，到达树冠中心完成果树的喷洒。
步骤4c1，建立无人机的位置动力学模型：
其中所述m表示无人机的质量参数，g是重力加速度，T表示旋翼总拉力，x,y,z分别表示无人机在惯性坐标系中x轴、y轴和z轴的坐标，分别表示无人机在惯性坐标系中x轴、y轴和z轴的速度，分别表示无人机在惯性坐标系中x轴、y轴和z轴的加速度，常数ks和ku分别表示无人机侧平面及悬架平面的阻力系数，R表示从机体坐标系到惯性坐标系的旋转矩阵，具体表示为：
其中，φ表示多旋翼无人机的横滚角，θ表示多旋翼无人机的俯仰角，ψ表示多旋翼无人机的偏航角。
所述机体坐标系为固定连接在无人机上，其中z轴为垂直于悬架平面，x轴为悬架平面由重心指向机头，y轴垂直于x轴与z轴，并且满足右手坐标系。
所述惯性坐标系为地球坐标系，其中x轴为水平方向并指向东方，y轴为垂直于x轴并指向北方，z轴垂直于x轴与y轴，并且满足右手坐标系。
考虑外部风力干扰力矩的多旋翼无人机的姿态动力学模型可建模为：
其中，p,q,r是多旋翼无人机的角速度在机体坐标系中的x轴、y轴和z轴的坐标，τφ,τθ,τψ表示旋翼产生的控制力矩在机体坐标系中x轴、y轴和z轴的分量，Ixx,Iyy,Izz,Ixz为无人机惯量参数，Ir表示旋翼的转动惯量，表示多旋翼无人机在机体系下的旋翼速度，Ωi表示第i个旋翼的转速，惯性矩阵
其中
其中，Ωi表示第i个旋翼的转速，b是升力因子，
步骤4c2，多旋翼无人机的视觉模块识别当前果树的编号，从地面基站获取果树的相关信息(树冠大小，受灾情况等)，根据果树树冠的大小确定无人机飞行的最大半径。
步骤4c3，多旋翼无人机根据无人机的树冠大小，通过中央处理模块计算出向内收敛的半径差值，确定“蚊香型”的飞行路径。
步骤4d，多旋翼喷洒无人机通过通信模块接受由地面基站从勘测无人机采集的果树的受灾等级，并由控制器选择控制模式(受灾程度不同而设计的控制模式不同)，控制无人机喷洒的行进速度。
步骤4d1，基于事件触发控制来设计控制模块。事件触发控制的根本思想就是在保证闭环系统一定性能的情况下，当已设定好的事件触发条件不成立时，随即执行控制任务，或者也可以说，事件触发控制就是在保证系统一定性能的条件下，控制任务“按需”执行。利用事件触发的思想，当多旋翼喷洒无人机控制模块的更新事件的触发条件如下：
||e(k)||≤ε
其中，e(k)表示喷洒无人机与第k棵喷洒果树树冠中心之间的误差，ε是设定的误差范围，根据实际果园果树的大小确定。
更新控制模块，控制模块的设置如下：
其中，uk是当前待喷洒果树的控制量，uk-1是上一棵已经喷洒果树的控制量，λk是当前待喷洒果树的受灾等级，λk-1是上一棵已经喷洒果树的受灾等级，ω是根据上一棵树的受灾情况相比确定的：
步骤4e，多旋翼喷洒无人机完成喷洒任务，中央处理模块根据当前位置信息等计算出飞行姿态，自动避障，飞往指定降落地点。
需注意，以上实施例中的步骤3和步骤4可改为根据勘测结果选择性地择一进行，或按上述次序的相反次序进行，此等修改均在本发明的技术构思范围内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，所述多旋翼无人机包括多旋翼勘测无人机、多旋翼采摘无人机和多旋翼喷洒无人机，所述多旋翼勘测无人机包括无线通信模块、中央处理模块、控制模块、超声波探测器、GPS模块、传感器模块和图像模块，所述多旋翼采摘无人机包括无线通信模块、中央处理模块、控制模块、超声波探测器、GPS模块、传感器模块、图像模块和机械臂模块，所述多旋翼喷洒无人机包括无线通信模块、中央处理模块、控制模块、超声波探测器、GPS模块、传感器模块、图像模块和喷洒模块，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)使用多旋翼勘测无人机对果园进行勘测；
(2)根据勘测结果，使用多旋翼采摘无人机对果树进行采摘作业或使用多旋翼喷洒无人机对果树进行喷洒作业；
其中步骤(1)包括：
(1a)地面基站向多旋翼勘测无人机发送指令，指示其飞向果园目标区域；
(1b)多旋翼勘测无人机到达目标区域后，升至预设高度，利用图像模块拍摄出果园的航拍图，多旋翼勘测无人机中央处理模块进行三维图像建模，将果园内果树大致位置进行标注，并将三维建模得到的果树位置分布图发送到地面基站；
(1c)地面基站分析通过多旋翼勘测无人机载GPS模块获取的无人机位置信息以及果树位置分布图，确定多旋翼勘测无人机飞行路线；
(1d)多旋翼勘测无人机根据确定的飞行路线，进行勘测，并将勘测得的信息发送到地面基站；
(1e)地面基站将勘测得的信息与多旋翼勘测无人机提供的果树位置分布图整合，识别可以采摘的果树，将果树的受灾情况分为三种等级：轻度受灾、中度受灾、重度受灾；
(1f)地面基站确认多旋翼勘测无人机采集信息的完整性，在确认信息完整后，指示多旋翼勘测无人机返航。
2.根据权利要求1所述的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，其特征在于，所述步骤(1d)中多旋翼勘测无人机根据确定的飞行路线进行勘测并将勘测得的信息发送到地面基站包括：依次对果树进行勘测，到达果树时，多旋翼勘测无人机悬停在指定高度，识别果树编号，记录果树位置，勘测出果树树冠大小，果树果实生长情况以及果树的受灾情况，并将果树编号、果树位置和果树树冠大小，果树果实生长情况以及果树的受灾情况一起发送到地面基站。
3.根据权利要求2所述的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，其特征在于，所述步骤(1d)中多旋翼勘测无人机根据确定的飞行路线进行勘测并将勘测得的信息发送到地面基站进一步包括：在飞行过程中，多旋翼勘测无人机通过超声波探测器探测飞行路线上的障碍物，在探测到障碍物时，通过无人机当前位置得到障碍物位置信息，并且发送到地面基站。
4.根据权利要求3所述的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，其特征在于，步骤(2)中使用多旋翼采摘无人机对果树进行采摘作业包括：
(2a)地面基站根据整合了可以采摘的果树的位置和障碍物位置信息的果树位置分布图计算采集路线，并且将采集路线连同可以采摘的果树的位置和编号信息发送至多旋翼采摘无人机；
(2b)多旋翼采摘无人机按照采集路线飞往可以采摘的果树，当到达可以采摘的果树时，多旋翼采摘无人机通过图像模块确认果树编号正确，定位果实位置，通过机械臂模块采摘果实；
(2c)多旋翼采摘无人机完成采摘任务后自动返航。
5.根据权利要求3所述的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，其特征在于，步骤(2)中使用多旋翼喷洒无人机对果树进行喷洒作业包括：
(3a)地面基站根据整合了果树的受灾等级和障碍物位置信息的果树位置分布图计算喷洒路线，并且将喷洒路线连同待洒药的果树的位置、编号、树冠大小以及果树受灾等级信息发送至多旋翼喷洒无人机；
(3b)多旋翼喷洒无人机按照喷洒路线飞往待洒药的果树，当到达待洒药的果树时，多旋翼喷洒无人机通过图像模块确认果树编号正确，确认果树的树冠直径以及果树的受灾等级，由中央处理模块根据树冠大小和受灾等级确定喷洒路径；
(3c)多旋翼喷洒无人机完成喷洒任务后自动返航。
6.根据权利要求5所述的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，其特征在于，所述步骤(3b)中根据树冠大小和受灾等级确定喷洒路径包括：
如果果树的树冠直径小于多旋翼喷洒无人机的喷幅，则多旋翼喷洒无人机将悬停在树冠中心上方旋转喷洒，根据受灾等级来决定悬停的时间；
如果果树的树冠直径大于等于多旋翼喷洒无人机的喷幅，则多旋翼喷洒无人机将采用螺旋向外的喷洒路径，由控制模块根据树冠直径大小以及果树受灾等级选择预设的控制模式，来决定多旋翼喷洒无人机的行进速度以及螺旋向外的半径增长速率。
7.根据权利要求6所述的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，其特征在于，在螺旋向外的喷洒路径中，多旋翼喷洒无人机螺旋式下降到适合喷洒农药的高度，通过螺旋航线产生乱流，从而将果树的叶子翻转，使容易生长害虫的背阴面也能均匀的喷洒农药。
8.根据权利要求5所述的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，其特征在于，所述步骤(3b)中根据树冠大小和受灾等级确定喷洒路径包括控制模块基于事件触发控制来更新控制量，多旋翼喷洒无人机控制模块更新控制量的触发条件如下：
||e(k)||≤ε，
其中，e(k)表示多旋翼喷洒无人机与第k棵喷洒果树树冠中心之间的误差，ε是设定的误差范围，根据实际果园果树的大小确定；
控制模块依据下式更新控制量：
其中，uk是当前待喷洒果树的控制量，uk-1是上一棵已经喷洒果树的控制量，λk是当前待喷洒果树的受灾等级，λk-1是上一棵已经喷洒果树的受灾等级，ω是根据当前待喷洒果树与上一棵已经喷洒果树的受灾等级相比确定的：
9.根据权利要求1所述的基于多旋翼无人机的果树植保及采摘方法，其特征在于，在飞行过程中，多旋翼无人机通过超声波探测器探测飞行路线上的障碍物，在探测到障碍物时，依据飞行姿态数据和无人机与障碍物的相对位置修改多旋翼无人机的飞行控制数据，实现对障碍物的规避，所述飞行姿态数据通过以下步骤获得：
i.中央处理模块获取多旋翼无人机当前传感器数据，对获取的数据中的重力以及磁场数据采用低通滤波，对从陀螺仪获取的数据采用高通滤波，并且通过四元数的方法进行互补计算，得到多旋翼无人机当前的姿态信息；
ii.中央处理模块将当前的姿态信息和期望的姿态信息通过混杂控制得到多旋翼无人机的飞行姿态数据。
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