CN110411526B - 一种植保无人机累计药量计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植保无人机累计药量计算方法，属于植保无人机领域，该方法包括a)信息提取、b)去除干扰数据、c)确定补偿数据、d)获取流量计数据和e)累积流量计算步骤；该方法能够有效地获取植保无人机的累计流量，误差小，保证流量累计的准确性，可有效地避免流速过低造成通过流量计数据计算得到的总流量低于实际流量的问题。

Description

一种植保无人机累计药量计算方法

技术领域

本发明属于植保无人机技术领域，具体涉及一种植保无人机累计药量计算方法。

背景技术

植保无人机，又名无人飞行器，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

在植保无人机喷洒作业时，在无人机的喷洒装置上会有流量统计装置，普通的低成本微型流量计都使用霍尔传感器，当有液体流经流量计中心的叶轮时，会产生不同的频率的方波，一般根据此方波来计算实时流速，但所有的流量计的测量范围都会有一个死区，例如参数为0.3-3L/min的流量计在流速低于300ml/min的时候不会再产生有效地测量信号，在使用流速自动匹配的地速的无人机喷洒系统进行作业时，如果地速交底，流速会低于死区流速，这就造成通过流量计数据计算得到的总流量低于实际流量的问题，影响流量统计的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植保无人机累计药量计算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种植保无人机累计药量计算方法，该方法包括如下步骤：

a)信息提取—从接收的无人机下传的遥测数据中获取无人机飞行方向及转舵次数；

b)去除干扰数据—根据转舵所需时间，去除无人机转舵次数中的干扰数据，提取无人机的真实转舵次数；

c)确定补偿数据—由于转舵期间流速低于死区，转舵时间固定，根据实验测定转舵期间喷洒的药量，从而确定每次转舵的固定流量补偿值；

d)获取流量计数据—采用累加流量计脉冲上升沿的次数，计算流量的瞬时频率，然后乘以一个系数则可得到流量计的流量速率；

e)累积喷洒药量计算—结合步骤c)和步骤d)，获取累积喷洒药量的计算式，得出无人机的累积喷洒药量；

优选的，步骤a)中，无人机的飞行方向共有前、后、左和右四个方向，无人机转舵次数的获取方法如下：

飞机转舵时会出现向前、左转、向后；向前、右转、向后；向后、左转、向前和向后、右转、向前四中情况中的一种，若出现前后向的切换，则判定无人机已经完成转舵，将所有转舵次数累加。

优选的，步骤b)中，无人机的真实转舵次数的确定方法如下：

无人机在转舵期间可能出现方向数据出错，转舵过程从减速、转舵、加速期间的时间一般超过8秒，若在8秒内出现多次转舵数据，则只当一次处理。

优选的，步骤d)中，流量计数据的计算式如下：

其中，t₁为第一个上升沿的时刻，t₂为第二个上升沿的时刻，f为流量计的瞬时频率，flow为流量计的流量速率，co为系数。

优选的，步骤e)中，累积喷洒药量的计算式如下：

vol＝cnt·co+al·fix；

其中，vol为累积喷洒药量，cnt为流量计脉冲计数，co为系数，al为航线转舵次数，fix为每次转舵的固定流量补偿值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法能够有效地获取植保无人机的累计流量，误差小，保证流量累计的准确性，可有效地避免流速过低造成通过流量计数据计算得到的总流量低于实际流量的问题。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明中方波的波形图；

图3为本发明中方波频率与真实流速的线性关系图；

图4为本发明中实施案例的航线图；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种植保无人机累计药量计算方法，该方法包括如下步骤：

a)信息提取—从接收的无人机下传的遥测数据中获取无人机飞行方向及转舵次数；无人机的飞行方向共有前、后、左和右四个方向，无人机转舵次数的获取按照如下方法：

飞机转舵时会出现向前、左转、向后；向前、右转、向后；向后、左转、向前和向后、右转、向前四中情况中的一种，若出现前后向的切换，则判定无人机已经完成转舵，将所有转舵次数累加。

b)去除干扰数据—根据转舵所需时间，去除无人机转舵次数中的干扰数据，提取无人机的真实转舵次数；无人机的真实转舵次数的确定按如下方法：

无人机在转舵期间可能出现方向数据出错，转舵过程从减速、转舵、加速期间的时间一般超过8秒，若在8秒内出现多次转舵数据，则只当一次处理。

c)确定补偿数据—由于转舵期间流速低于死区，转舵时间固定，根据实验测定转舵期间喷洒的药量，从而确定每次转舵的固定流量补偿值；

d)获取流量计数据—采用累加流量计脉冲上升沿的次数，计算流量的瞬时频率，然后乘以一个系数则可得到流量计的流量速率；流量计数据的计算按照下式：

其中，t₁为第一个上升沿的时刻，t₂为第二个上升沿的时刻，f为流量计的瞬时频率，flow为流量计的流量速率，co为系数。

e)累积喷洒药量计算—结合步骤c)和步骤d)，获取累积喷洒药量的计算式，得出无人机的累积喷洒药量；累积喷洒药量按照下式计算：

vol＝cnt·co+al·fix；

其中，vol为累积喷洒药量，cnt为流量计脉冲计数，co为系数，al为航线转舵次数，fix为每次转舵的固定流量补偿值。

该方法能够有效地获取植保无人机的累计流量，误差小，保证流量累计的准确性，可有效地避免流速过低造成通过流量计数据计算得到的总流量低于实际流量的问题。

实施案例

请参阅图4，如每次脉冲发生时会有0.2ml液体通过流量计，则系数co为0.2，航线转舵次数al为图4所示的1-6的航点，航线转舵次数al为6，每次转舵的固定流量补偿值fix为80ml；

经实地作业测试，采用该方法或得的累积喷洒药量，误差不超过±5％，一般情况下误差不超过±3％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种植保无人机累计药量计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a)信息提取—从接收的无人机下传的遥测数据中获取无人机飞行方向及转舵次数；

b)去除干扰数据—根据转舵所需时间，去除无人机转舵次数中的干扰数据，提取无人机的真实转舵次数；

c)确定补偿数据—由于转舵期间流速低于死区，转舵时间固定，根据实验测定转舵期间喷洒的药量，从而确定每次转舵的固定流量补偿值；

d)获取流量计数据—采用累加流量计脉冲上升沿的次数，计算流量的瞬时频率，然后乘以一个系数则可得到流量计的流量速率；

e)累积喷洒药量计算—结合步骤c)和步骤d)，获取累积喷洒药量的计算式，得出无人机的累积喷洒药量；

步骤e)中，累积喷洒药量的计算式如下：

vol＝cnt·co+al·fix；

其中，vol为累积喷洒药量，cnt为流量计脉冲计数，co为系数，al为航线转舵次数，fix为每次转舵的固定流量补偿值。

2.根据权利要求1所述的一种植保无人机累计药量计算方法，其特征在于，步骤a)中，无人机的飞行方向共有前、后、左和右四个方向，无人机转舵次数的获取方法如下：

飞机转舵时会出现向前、左转、向后；向前、右转、向后；向后、左转、向前和向后、右转、向前四中情况中的一种，若出现前后向的切换，则判定无人机已经完成转舵，将所有转舵次数累加。

3.根据权利要求1所述的一种植保无人机累计药量计算方法，其特征在于，步骤b)中，无人机的真实转舵次数的确定方法如下：

无人机在转舵期间可能出现方向数据出错，转舵过程从减速、转舵、加速期间的时间一般超过8秒，若在8秒内出现多次转舵数据，则只当一次处理。

4.根据权利要求1所述的一种植保无人机累计药量计算方法，其特征在于，步骤d)中，流量计数据的计算式如下：

其中，t₁为第一个上升沿的时刻，t₂为第二个上升沿的时刻，f为流量计的瞬时频率，flow为流量计的流量速率，co为系数。

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