CN109703755A - 一种农用四旋翼低空遥感平台及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农用四旋翼低空遥感平台及其控制方法，遥感平台包括平台主体、固定在平台主体底面的固定脚架和固定在平台主体四周的机臂，机臂上安装有旋翼。平台主体上安装有电源模块、传感器模块、控制系统模块和驱动模块；控制系统模块包括主控芯片以及与该主控芯片连接的通信单元，通信单元包括机载数传模块和用于接收遥控终端设备无线指令信号的遥控信号接收天线；四条机臂在平台主体上呈X形分布构成一种“X”型布局结构的四旋翼低空遥感平台。其控制方法依次包括基础平台组装、系统模块安装、控制系统调试、通讯及动力系统调试、安装旋翼挂载航拍设备选择飞行模式进行航拍、航拍完成后，遥感平台安全降落，航拍任务结束。

Description

一种农用四旋翼低空遥感平台及其控制方法

技术领域

本发明涉及农业遥感应用技术领域，具体涉及一种农用四旋翼低空遥感平台及其控制方法。

背景技术

农业遥感技术在精准农业领域已经广泛应用，包括作物各生育期生理信息获取、病虫害监测与精准防治、田间水肥管理、产量预估、灾害预测等方面。以无人机为平台的低空遥感技术，航拍尺度和分辨率介于卫星遥感和地面遥感之间，能有效弥补卫星遥感的实时性较差、分辨率不高、易受天气状况影响以及成本高的缺点，同时较地面遥感设备有更高的采集效率，正成为研究和应用热点。

多旋翼无人机系统，一般使用电池为动力源和采用对称结构布局，机械结构更简单、易折叠拆卸、模块化程度高等特点，具有更佳的稳定性和易操作性，但多旋翼无人机是典型的欠驱动系统，存在多变量间非线性、强耦合等问题，需要进行深度解算和合适的预估控制，实现机体姿态快速自适应调节，以保证作为遥感运载实现定高、定速稳定飞行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供结构简单、飞行稳定、控制容易的一种农用四旋翼低空遥感平台及其控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种农用四旋翼低空遥感平台,包括平台主体，平台主体的底面固定安装有两个用于起支撑作用的固定脚架，并且平台主体的四周固定安装有四条机臂，每条机臂上均设有利用旋转产生的升力使遥感平台飞行的旋翼，旋翼由固定在机臂前部上端的无刷电机和安装在该无刷电机的旋转轴上的螺旋桨组成；平台主体上安装有电源模块、传感器模块、控制系统模块和驱动模块；传感器模块通过信号线与控制系统模块相连接，控制系统模块通过控制线路与驱动模块相连接，驱动模块电路连接控制无刷电机驱动螺旋桨旋转；电源模块通过线路连接为遥感平台中所有用电单位提供电力所需，控制系统模块包括安装在飞控电路板上的型号为STM32F427的主控芯片以及与该主控芯片线路连接的通信单元，通信单元包括用于与地面站建立无线网络连接的机载数传模块和用于接收遥控终端设备无线指令信号的遥控信号接收天线；四条机臂在平台主体上呈X形分布构成一种“X”型布局结构的四旋翼低空遥感平台。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的平台主体由上层碳纤维板、下层碳纤维板以及固定连接上层碳纤维板和下层碳纤维板的多根支撑立柱组成；机臂的后端通过螺栓定位压装在上层碳纤维板和下层碳纤维板之间；两个固定脚架左右对称地固定在下层碳纤维板的下板面上；电源模块包括两块动力系统电源和一块控制系统电源；两块动力系统电源左右对称固定安装在上层碳纤维板的上板面；控制系统电源固定在下层碳纤维板的下板面上。

两块动力系统电源为两块16000mA·h的高压版锂电池，两块动力系统电源串联设置，动力系统电源通过线路与驱动模块相连接；控制系统电源为2200mA·h的锂电池；飞控电路板上设置有电压转化模块，控制系统电源经电压转化模块与传感器模块和控制系统模块电连接；

上述的通信单元的机载数传模块安装在上层碳纤维板上，并且上层碳纤维板的上板面后部安装有与机载数传模块线路相连的GPS天线，传感器模块、驱动模块以及控制系统模块的飞控电路板和遥控信号接收天线均安装在下层碳纤维板上。

上述的驱动模块包括通过控制线路与控制系统模块的主控芯片相连接根据主控芯片输出的控制信号调节无刷电机转速的电子调速器，电子调速器通过线路相连的电机驱动器驱动无刷电机带动螺旋桨旋转，无刷电机的型号为Q9XL-120KV型，螺旋桨为T-Motor3080型。

上述的传感器模块包括型号为L3GD20H的三轴陀螺仪、型号为LSM303D的三轴加速度/磁场计、型号为MS5611的气压传感器以及型号为Ublox-NEO-M8N的GPS传感器；三轴陀螺仪将获取的遥感平台6个方向的姿态变化参数通过信号线传递给控制系统模块的主控芯片进行运算处理，三轴加速度/磁场计将获取的遥感平台的加速参数和航向参数通过信号线传递给控制系统模块的主控芯片进行运算处理，气压传感器将获取的遥感平台的高度参数通过信号线传递给控制系统模块的主控芯片进行运算处理；GPS传感器将获取的遥感平台的位置信息参数通过信号线传递给控制系统模块的主控芯片进行运算处理。

上述的机臂为方形或圆柱形的空心碳纤维管制成，固定脚架为由多根空心碳纤维管焊接构成的倒“T”状支撑脚架，固定脚架与地面接触的部分套装有缓冲垫。

上述的平台主体上挂载有与主控芯片线路相连受主控芯片电信号控制的航拍设备；所述的遥控终端设备为一个四通道的遥控器，该遥控器上设有触发遥控信号控制遥感平台上下、前后、左右改变航向飞行的拨键和向主控芯片发送指令信号切换飞行模式的模式切换键，所述的飞行模式包括GPS飞行模式和自主飞行拍照模式。

上述的地面站至少包括PC机、设置在PC机里的航路规划软件和与PC机线路相连接用于与机载数传模块建立无线连接的地面端数传模块。

本发明还提供了一种农用四旋翼低空遥感平台的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

一)、先将平台主体、机臂和固定脚架组装成遥感平台的基础平台，并调试好基础平台的重心位置，使得安装好的基础平台的重心处于上层碳纤维板和下层碳纤维板的中心位置；

二)、再将无刷电机、电源模块、传感器模块、控制系统模块和驱动模块以及GPS天线安装到上述调试好的基础平台上，并利用电源线、信号线和控制线完成对应链接；

三)、接通控制系统电源，等待传感器模块初始化，打开遥控器，打开地面站的PC机通过航路规划软件，观察传感器模块反馈的参数是否准确，如不准确，重启控制系统电源重新调试控制系统，直至传感器模块反馈的参数正常；控制系统包括传感器模块和控制系统模块；

四)、打开动力系统电源，拨动遥控器上的拨键，通过地面站观察飞行姿态模式，推动地面站的操控杆，测试通信单元的通讯功能以及动力系统；正常则进行下一步骤，否则则重新调试；动力系统包括驱动模块和无刷电机；

五)、安装旋翼，挂载执行航拍任务的航拍设备，连接好相应的控制线路，完成遥感平台的组装，然后通过遥控器切换选择遥感平台的飞行模式，遥感平台起飞执行航拍任务；

当选择GPS飞行模式时，利用人工操控遥感平台飞行进行航拍，飞行过程中通过地面站观察遥感平台飞行的姿态、速度、高度和位置信息；

当选择自主飞行拍照模式时：需要在地面站预先下载好作业区域的电子地图，并通过人工观察的方式在地图上选择好飞行拍照区域，或通过手持GPS仪器测定飞行航路的边界点确定需要拍照的区域；根据每次拍摄任务需要，设定飞行高度、飞行速度、航拍点、拍照重叠度参数；编写形成航路文件，通过地面端数传模块上传至控制系统模块的主控芯片，完成任务规划；然后切换遥控器至自主飞行拍照模式，自主完成飞行航拍任务；

六)、航拍完成后，遥感平台安全降落，航拍任务结束。

与现有技术相比，本发明的机臂在平台主体上呈X形分布构成一种“X”型布局结构的四旋翼低空遥感平台，从而使本发明的遥感平台飞行更加平稳，并且转向灵活，能够在空中飞行的过程中完成各种航拍作业任务。本发明采用模块化组装的方法将电源模块、传感器模块、控制系统模块、驱动模块组装在平台主体上，安装结构简洁，使遥感平台总体重量轻、体积小。遥感平台能通过地面站系统和遥控终端设备远距离无线遥控，具有适应性广、实用性强的特点，其控制方法简单，操作容易，能满足多种任务需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工作原理示意图；

图3是本发明的主控制芯片及外部晶振电路Y1、实时时钟电路U3的电路连接示意图；

图4是本发明的手动复位电路U2的电路连接示意图；

图5是本发明信号转化收发电路U7、U8的电路连接示意图；

图6是本发明三轴陀螺仪的连接电路图；

图7是本发明三轴加速度/磁场计的连接电路图；

图8是本发明气压传感器的连接电路图；

图9是本发明GPS传感器的连接电路图；

图10是本发明控制方法的流程图；

图11是本发明控制方法基于自抗扰控制ADRC控制算法的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至图8为本发明的结构、电路其及控制方法示意图。

其中的附图标记为：GPS天线T、平台主体1、上层碳纤维板11、下层碳纤维板12、支撑立柱13、固定脚架2、缓冲垫21、机臂3、无刷电机41、螺旋桨42、电源模块5、动力系统电源51、控制系统电源52、传感器模块6、三轴陀螺仪61、三轴加速度/磁场计62、气压传感器63、GPS传感器64、控制系统模块7、主控芯片71、通信单元72、机载数传模块721、驱动模块8、电子调速器81、电机驱动器82。

如图1和图2所示，本发明的一种农用四旋翼低空遥感平台,其主要应用于快速采集农田作物信息，可以搭载航拍设备，根据农业遥感作业需求进行不同高度、不同区域的自主飞行与定点拍照。该遥感平台包括用于承载所有安装部件的平台主体1，平台主体1的底面固定安装有两个固定脚架2，两个固定脚架2主要用于起到支撑作用，并且平台主体1的四周固定安装有四条机臂3，每条机臂3上均设有旋翼，旋翼利用旋转产生的升力使遥感平台能够在空中飞行。四个旋翼通过不同的转速组合能够使遥感平台完成水平、倾斜转向、上升、下降或停留在空中的飞行动作。旋翼由固定在机臂3前部上端的无刷电机41和安装在该无刷电机41的旋转轴上的螺旋桨42组成；平台主体1上采用模块化的组装方法安装有电源模块5、传感器模块6、控制系统模块7和驱动模块8。传感器模块6通过信号线与控制系统模块7相连接，将获取的遥感平台飞行的姿态、速度、高度和位置信息等反馈给控制系统模块7，由控制系统模块7进行统一运算处理。控制系统模块7至少包括安装在飞控电路板上的型号为STM32F427的主控芯片71以及与该主控芯片71线路连接的通信单元72，通信单元72包括用于与地面站建立无线网络连接的机载数传模块721和用于接收遥控终端设备无线指令信号的遥控信号接收天线。主控芯片71为本发明的核心控制单元，内部存储有飞行及航拍控制程序，主控芯片71负责完成整套系统的安全、姿态自检，读取和处理传感器模块获取的信息，接收通信单元的控制指令，电信号控制动力模块8驱动旋翼旋转完成预期动作，通过机载数传模块721向地面站发送遥感平台的姿态信息等。控制系统模块7通过控制线路与驱动模块8相连接，驱动模块8电路连接控制无刷电机41驱动螺旋桨42旋转。电源模块5通过线路连接为遥感平台中所有用电单位提供电力所需。本发明的四条机臂3在平台主体1上呈X形分布，从而使本发明的空遥感平台构成一种“X”型布局结构的四旋翼低空遥感平台。

本发明的主控芯片71通过SPI接口与传感器模块中对应的模块链接；选用STM32F103作为协处理器，进行代码、功能冗余，负责失效保护、固件升级等，进一步保障安全。本发明的控制系统部分除包括控制系统模块7和传感器模块6外，还包括飞控电路板上印刷的均与主控芯片71电路连接的PWM信号输出电路、光电隔离电路和电压转化电路等必要的外围辅助电路。如图3、图4和图5所示，本发明的主控芯片71还连接有外部晶振电路Y1、实时时钟电路U3以及信号转化收发电路U7、U8和手动复位电路U2。当本发明遥感平台的控制系统出现问题时，能通过人工手动按下手动复位电路U2电路中的按钮S1来重新启动系统。

本发明的地面站至少包括PC机、设置在PC机里的航路规划软件和与PC机线路相连接用于与机载数传模块721建立无线连接的地面端数传模块。地面站通过地面端数传模块接收遥感平台的速度、高度、位置等信息，基于PC机安装的航路规划软件实时显示以上信息，并可以根据任务需求，设定单次任务飞行航路文件，包括飞行区域、飞行高度、飞行速度、拍照点、拍照重叠度等。

本发明的平台主体1上挂载的航拍设备受主控芯片71电信号控制，主控芯片71与航拍设备控制线路相连接。本发明的遥控终端设备为一个四通道的遥控器，该遥控器上设有触发遥控信号控制遥感平台上下、前后、左右改变航向飞行的拨键和向主控芯片71发送指令信号切换飞行模式的模式切换键。本发明的飞行模式包括GPS飞行模式和自主飞行拍照模式，即人工控制模式和自动控制模式。

上述的平台主体1由上层碳纤维板11、下层碳纤维板12以及固定连接上层碳纤维板11和下层碳纤维板12的多根支撑立柱13组成；上层碳纤维板11和下层碳纤维板12为形状结构相同的板，上层碳纤维板11和下层碳纤维板12可以是圆形板、正方形板或正多边形板。上层碳纤维板11和下层碳纤维板12相配合形成有用于定位安装机臂3的定位安装腔，机臂3的后端通过螺栓定位压装在上层碳纤维板11和下层碳纤维板12之间的定位安装腔中；两个固定脚架2左右对称地固定在下层碳纤维板12的下板面上。本发明的机臂3为方形或圆柱形的空心碳纤维管制成。固定脚架2为由多根空心碳纤维管焊接构成的倒“T”状支撑脚架。为了减少遥感平台降落时的刚性，固定脚架2与地面接触的部分套装有缓冲垫21。

本发明的电源模块5包括两块用于为动力系统供电的动力系统电源51和一块用于为控制系统供电的控制系统电源52；本发明的动力系统包括驱动模块8和无刷电机41；两块动力系统电源51为串联设置并左右对称固定安装在上层碳纤维板11的上板面；两块动力系统电源51为两块16000mA·h的高压版锂电池(6S1P，ACE)。动力系统电源51通过线路与驱动模块8相连接，利用驱动模块8控制驱动无刷电机41旋转。本发明的控制系统电源52为2200mA·h的锂电池(3S1P，ACE)；本发明的控制系统电源52经飞控电路板上的电压转化模块与传感器模块6和控制系统模块7电连接；电压转化模块实现DC-DC电压转换，主要功能是给飞控电路板提供5V、3.7V、3.3V等供电电压。

本发明通信单元72的机载数传模块721安装在上层碳纤维板11上，并且上层碳纤维板11的上板面后部安装有与机载数传模块721线路相连的GPS天线T，传感器模块6、驱动模块8以及控制系统模块7的飞控电路板和遥控信号接收天线均安装在下层碳纤维板12上。

本发明的驱动模块8包括通过控制线路与控制系统模块7的主控芯片71相连接的电子调速器81。本发明电子调速器81的型号为HV80A，电子调速器81实现把动力系统电源51输入的直流电转化为三相交流电驱动无刷电机41和根据主控芯片71输出的控制信号调节无刷电机41的转速。本发明的电子调速器81线路相连有电机驱动器82，利用电机驱动器82控制四个无刷电机41，实现四个无刷电机41不同的转速要求，最终由无刷电机41带动螺旋桨42旋转。本发明的无刷电机41的型号为Q9XL-120KV型，螺旋桨(42)为T-Motor 3080型的碳纤维正反螺旋桨。

本发明的传感器模块6包括型号为L3GD20H的三轴陀螺仪61、型号为LSM303D的三轴加速度/磁场计62、型号为MS5611的气压传感器63以及型号为Ublox-NEO-M8N的GPS传感器64。GPS传感器64支持GPS、北斗和GLONASS的定位和导航，以获取遥感平台的位置信息、技术飞行速度等。

三轴陀螺仪61将获取的遥感平台6个方向的姿态变化参数通过信号线传递给控制系统模块7的主控芯片71进行运算处理，三轴加速度/磁场计62将获取的遥感平台的加速参数和航向参数通过信号线传递给控制系统模块7的主控芯片71进行运算处理，所述的气压传感器63将获取的遥感平台的高度参数通过信号线传递给控制系统模块7的主控芯片71进行运算处理；所述的GPS传感器64将获取的遥感平台的位置信息参数通过信号线传递给控制系统模块7的主控芯片71进行运算处理。所述的6个方向为上、下、左、右、前、后。

本发明的一种农用四旋翼低空遥感平台的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

一)、基础平台组装：先将平台主体1、机臂3和固定脚架2组装成遥感平台的基础平台，并调试好基础平台的重心位置，使得安装好的基础平台的重心处于上层碳纤维板11和下层碳纤维板12的中心位置；

二)、系统模块安装：将无刷电机41、电源模块5、传感器模块6、控制系统模块7和驱动模块8以及GPS天线T安装到上述调试好的基础平台上，并利用电源线、信号线和控制线完成对应链接；

三)、控制系统调试：接通控制系统电源52，等待传感器模块6初始化，打开遥控器，打开地面站的PC机通过航路规划软件，观察传感器模块6反馈的参数是否准确，如不准确，重启控制系统电源52重新调试控制系统，直至传感器模块6反馈的参数正常；所述的控制系统包括传感器模块和控制系统模块；

四)、通讯及动力系统调试：打开动力系统电源51，拨动遥控器上的拨键，通过地面站观察飞行姿态模式，推动地面站的操控杆，测试通信单元72的通讯功能以及动力系统；正常则进行下一步骤，否则则重新调试；所述的动力系统包括驱动模块和无刷电机；

五)、安装旋翼，挂载执行航拍任务的航拍设备，连接好相应的控制线路，完成遥感平台的组装，然后通过遥控器切换选择遥感平台的飞行模式，遥感平台起飞执行航拍任务；

当选择GPS飞行模式时，利用人工操控遥感平台飞行进行航拍，飞行过程中通过地面站观察遥感平台飞行的姿态、速度、高度和位置信息；

当选择自主飞行拍照模式时：需要在地面站预先下载好作业区域的电子地图，并通过人工观察的方式在地图上选择好飞行拍照区域，或通过手持GPS仪器测定飞行航路的边界点确定需要拍照的区域；根据每次拍摄任务需要，设定飞行高度、飞行速度、航拍点、拍照重叠度等参数；编写形成航路文件，基于MAVLink(Micro Air Vehicle Link)通信协议开发了与四旋翼飞行器适配的地面控制站，地面端数传模块上传至控制系统模块7的主控芯片71，完成任务规划；然后切换遥控器至自主飞行拍照模式，自主完成飞行航拍任务；

六)、航拍完成后，遥感平台安全降落，航拍任务结束。

图11是本发明控制方法基于自抗扰控制ADRC控制算法的示意图。

也就是说本发明还公开了一种农用四旋翼低空遥感平台的控制方法的控制算法，该控制算法是基于自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的控制算法，它包括跟踪微分器、非扩张状态观测器、线性误差反馈和被控对象,其中：跟踪微分器简称TD，非扩张状态观测器简称ESO，线性误差反馈简称NLSEF，被控对象简称CO，这里的被控对象或者说是控制对象都是指的本发明的遥感平台。

如图11所示，跟踪微分器TD根据参考输入v和被控对象的输出y对信号进行光滑和微分，通过扩大误差反馈增益和误差微分增益，有效解决超调和快速响应。v代表遥控器的输入指令信号，具体代表上升、下降、改变航线、横滚的输入指令信号。y代表主控制器即本发明的主控芯片71的输出信号，具体代表主控芯片71输出的与v相对应的改变遥感平台飞行姿态的控制指令。跟踪微分器TD常用的数学表达式为：

其中，v(t)为输入信号，v₁、v₂是v(t)产生的光滑和微分输入，h为积分步长，r为跟踪因子，fhan为如下定义的非线性函数。

y＝v₁-v+hv₂ (5)

d＝rh,d₀＝hd (6)

其中a₀、d₀和h₀分别对应代表a、d、h的初始值，a、d是函数fhan的计算算子。

扩张状态观测器ESO

ESO通过估计未知外部干扰和系统模型动态作用量，反馈并加以补偿，达到重构控制对象控制信息的目的。

其中，z₁，z₂为信号y的估计状态变量，z₃为被控对象总干扰量的估计信号，e是误差，α₁，α₂，δ₁，β₀₁，β₀₂，β₀₃为ESO的待整定的参数，非线性函数fal定义如下：

非线性状态误差反馈NLSEF

NLSEF是TD产生的微分过渡的输入量与ESO估计变量之间误差的非线性组合，与ESO对总扰动的补偿量一起组成控制量。

u₀＝β₁fal(e₁,α₃,δ₀)+β₂fal(e₂,α₄,δ₀) (9)

其中，α₃，α₄，δ₀，β₁，β₂为待整定的参数。

ADRC控制算法中需要整定的参数包括：TD—积分步长h，跟踪因子r，其中跟踪因子直接影响系统的响应速度，越大响应速度越，同时超调量越大；ESO—α₁，α₂，δ₁，β₀₁，β₀₂，β₀₃，其中β₀₁，β₀₂，β₀₃直接影响闭环系统的动态特性；NLSEF—α₃，α₄，δ₀，β₁，β₂，其中β₁值的大小决定调节速度的快慢，β₂值增大可抑制超调，减少振荡。

通过工程试凑进行仿真直至满足控制要求，整定为h₀＝h＝0.001，r＝1600，α₁＝0.5，α₂＝0.25，δ₁＝0.01，β₀₁＝β₀₂＝β₀₃＝1000，α₃＝0.5，α₄＝0.25，δ₀＝0.01，β₁＝200，β₂＝300。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种农用四旋翼低空遥感平台,包括平台主体(1)，其特征是：所述的平台主体(1)的底面固定安装有两个用于起支撑作用的固定脚架(2)，并且平台主体(1)的四周固定安装有四条机臂(3)，每条所述机臂(3)上均设有利用旋转产生的升力使遥感平台飞行的旋翼，所述的旋翼由固定在机臂(3)前部上端的无刷电机(41)和安装在该无刷电机(41)的旋转轴上的螺旋桨(42)组成；所述的平台主体(1)上安装有电源模块(5)、传感器模块(6)、控制系统模块(7)和驱动模块(8)；所述的传感器模块(6)通过信号线与控制系统模块(7)相连接，所述的控制系统模块(7)通过控制线路与驱动模块(8)相连接，所述的驱动模块(8)电路连接控制无刷电机(41)驱动螺旋桨(42)旋转；所述的电源模块(5)通过线路连接为遥感平台中所有用电单位提供电力所需，所述的控制系统模块(7)包括安装在飞控电路板上的型号为STM32F427的主控芯片(71)以及与该主控芯片(71)线路连接的通信单元(72)，所述的通信单元(72)包括用于与地面站建立无线网络连接的机载数传模块(721)和用于接收遥控终端设备无线指令信号的遥控信号接收天线；四条所述的机臂(3)在平台主体(1)上呈X形分布构成一种“X”型布局结构的四旋翼低空遥感平台。

2.根据权利要求1所述的一种农用四旋翼低空遥感平台，其特征是：所述的平台主体(1)由上层碳纤维板(11)、下层碳纤维板(12)以及固定连接上层碳纤维板(11)和下层碳纤维板(12)的多根支撑立柱(13)组成；所述的机臂(3)的后端通过螺栓定位压装在上层碳纤维板(11)和下层碳纤维板(12)之间；两个所述的固定脚架(2)左右对称地固定在下层碳纤维板(12)的下板面上；所述的电源模块(5)包括两块动力系统电源(51)和一块控制系统电源(52)；两块所述的动力系统电源(51)左右对称固定安装在上层碳纤维板(11)的上板面；所述的控制系统电源(52)固定在下层碳纤维板(12)的下板面上。

3.根据权利要求2所述的一种农用四旋翼低空遥感平台，其特征是：两块所述的动力系统电源(51)为两块16000mA·h的高压版锂电池，两块动力系统电源(51)串联设置，所述的动力系统电源(51)通过线路与驱动模块(8)相连接；所述的控制系统电源(52)为2200mA·h的锂电池；所述的飞控电路板上设置有电压转化模块，所述的控制系统电源(52)经电压转化模块与传感器模块(6)和控制系统模块(7)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种农用四旋翼低空遥感平台，其特征是：所述的通信单元(72)的机载数传模块(721)安装在上层碳纤维板(11)上，并且上层碳纤维板(11)的上板面后部安装有与机载数传模块(721)线路相连的GPS天线(T)，所述的传感器模块(6)、驱动模块(8)以及控制系统模块(7)的飞控电路板和遥控信号接收天线均安装在下层碳纤维板(12)上。

5.根据权利要求4所述的一种农用四旋翼低空遥感平台，其特征是：所述的驱动模块(8)包括通过控制线路与控制系统模块(7)的主控芯片(71)相连接根据主控芯片(71)输出的控制信号调节无刷电机(41)转速的电子调速器(81)，所述的电子调速器(81)通过线路相连的电机驱动器(82)驱动无刷电机(41)带动螺旋桨(42)旋转，所述的无刷电机(41)的型号为Q9XL-120KV型，所述的螺旋桨(42)为T-Motor 3080型。

6.根据权利要求5所述的一种农用四旋翼低空遥感平台，其特征是：所述的传感器模块(6)包括型号为L3GD20H的三轴陀螺仪(61)、型号为LSM303D的三轴加速度/磁场计(62)、型号为MS5611的气压传感器(63)以及型号为Ublox-NEO-M8N的GPS传感器(64)；所述的三轴陀螺仪(61)将获取的遥感平台6个方向的姿态变化参数通过信号线传递给控制系统模块(7)的主控芯片(71)进行运算处理，所述的三轴加速度/磁场计(62)将获取的遥感平台的加速参数和航向参数通过信号线传递给控制系统模块(7)的主控芯片(71)进行运算处理，所述的气压传感器(63)将获取的遥感平台的高度参数通过信号线传递给控制系统模块(7)的主控芯片(71)进行运算处理；所述的GPS传感器(64)将获取的遥感平台的位置信息参数通过信号线传递给控制系统模块(7)的主控芯片(71)进行运算处理。

7.根据权利要求6所述的一种农用四旋翼低空遥感平台，其特征是：所述的机臂(3)为方形或圆柱形的空心碳纤维管制成，所述的固定脚架(2)为由多根空心碳纤维管焊接构成的倒“T”状支撑脚架，固定脚架(2)与地面接触的部分套装有缓冲垫(21)。

8.根据权利要求7所述的一种农用四旋翼低空遥感平台，其特征是：所述的平台主体(1)上挂载有与主控芯片(71)线路相连受主控芯片(71)电信号控制的航拍设备；所述的遥控终端设备为一个四通道的遥控器，该遥控器上设有触发遥控信号控制遥感平台上下、前后、左右改变航向飞行的拨键和向主控芯片(71)发送指令信号切换飞行模式的模式切换键，所述的飞行模式包括GPS飞行模式和自主飞行拍照模式。

9.根据权利要求8所述的一种农用四旋翼低空遥感平台，其特征是：所述的地面站至少包括PC机、设置在PC机里的航路规划软件和与PC机线路相连接用于与机载数传模块(721)建立无线连接的地面端数传模块。

10.根据权利要求9所述的一种农用四旋翼低空遥感平台的控制方法，其特征是：所述的控制方法包括以下步骤：

一)、先将平台主体(1)、机臂(3)和固定脚架(2)组装成遥感平台的基础平台，并调试好基础平台的重心位置，使得安装好的基础平台的重心处于上层碳纤维板(11)和下层碳纤维板(12)的中心位置；

二)、再将无刷电机(41)、电源模块(5)、传感器模块(6)、控制系统模块(7)和驱动模块(8)以及GPS天线(T)安装到上述调试好的基础平台上，并利用电源线、信号线和控制线完成对应链接；

三)、接通控制系统电源(52)，等待传感器模块(6)初始化，打开遥控器，打开地面站的PC机通过航路规划软件，观察传感器模块(6)反馈的参数是否准确，如不准确，重启控制系统电源(52)重新调试控制系统，直至传感器模块(6)反馈的参数正常；所述的控制系统包括传感器模块和控制系统模块；

四)、打开动力系统电源(51)，拨动遥控器上的拨键，通过地面站观察飞行姿态模式，推动地面站的操控杆，测试通信单元(72)的通讯功能以及动力系统；正常则进行下一步骤，否则则重新调试；所述的动力系统包括驱动模块和无刷电机；

五)、安装旋翼，挂载执行航拍任务的航拍设备，连接好相应的控制线路，完成遥感平台的组装，然后通过遥控器切换选择遥感平台的飞行模式，遥感平台起飞执行航拍任务；

当选择GPS飞行模式时，利用人工操控遥感平台飞行进行航拍，飞行过程中通过地面站观察遥感平台飞行的姿态、速度、高度和位置信息；

当选择自主飞行拍照模式时：需要在地面站预先下载好作业区域的电子地图，并通过人工观察的方式在地图上选择好飞行拍照区域，或通过手持GPS仪器测定飞行航路的边界点确定需要拍照的区域；根据每次拍摄任务需要，设定飞行高度、飞行速度、航拍点、拍照重叠度等参数；编写形成航路文件，通过地面端数传模块上传至控制系统模块(7)的主控芯片(71)，完成任务规划；然后切换遥控器至自主飞行拍照模式，自主完成飞行航拍任务；

六)、航拍完成后，遥感平台安全降落，航拍任务结束。