CN110647171B - 一种植保无人机可自主调整飞行航线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植保无人机可自主调整飞行航线的方法，包括：检测装置检测当前植保环境中的风向和风速；计算出药液漂移的位移值；植保无人机自主调整飞行航线，向药液漂移的反方向移动，并重新规划植保航线；检测装置检测当前植保环境中的风向和风速，包括：检测装置检测植保环境中的风在水平方向上的方向；检测装置检测植保环境中的风在空间内的方向，以及与水平面之间的空间角度；检测装置检测植保环境中的风速。本发明保证了不管风如何影响喷洒出的药液，植保无人机都可以通过调整自身的飞行路线确保农药的喷洒区域不变，有效预防了植保作业时出现的重喷与漏喷现象，达到了精准喷洒和最佳的植保效果。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种植保无人机可自主调整飞行航线的方法。
背景技术
随着无人机技术的迅速发展，无人机在植保行业也得到了广泛的应用。植保无人机在植保作业中都是按照事先规划好的路线飞行，农药喷洒的区域由植保无人机飞行的路线确定。用无人机植保作业时最担心的问题就是遇到风，因为喷洒出来的农药在风的作用下会漂移，这样植保的面积也会改变，从而造成漏喷或重喷，达不到精准喷洒，植保效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植保无人机可自主调整飞行航线的方法，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：
一种植保无人机可自主调整飞行航线的方法，包括：
检测装置检测当前植保环境中的风向和风速；
计算出药液漂移的位移值；
植保无人机自主调整飞行航线，向药液漂移的反方向移动，并重新规划植保航线。
优选的，所述检测装置检测当前植保环境中的风向和风速，包括：
检测装置检测植保环境中的风在水平方向上的方向；
检测装置检测植保环境中的风在空间内的方向，以及与水平面之间的空间角度；
检测装置检测植保环境中的风速。
优选的，设风在空间内与水平面之间的空间角度是α，检测到的风速是V风；
根据矢量定理，可以将空间内的风速V风分成水平面上的风速V水平和垂直面上的风速V垂直；
根据三角几何关系，计算出V水平=V风*cosα，V垂直=V风*sinα。
优选的，植保无人机在喷洒农药时，其相对于植物冠层的距离是恒定的，设恒定值是H；
植保无人机的螺旋桨旋转时会产生下降气流，设下降气流是V气流；
药液在垂直方向上下降的速度受到垂直面上的风速和螺旋桨转动时产生下降气流的共同影响，即药液下降的速度是V垂直+V气流，药液在水平方向上的漂移的速度受到水平面上的风速影响，且漂移的速度与水平面的风速V水平一致；
设药液漂移的位移值是L，根据等量关系可得，
H/（V垂直+V气流）=L/V水平，即L=H*V水平/（V垂直+V气流）=H*（V风*cosα）/（V风*sinα+V气流）。
优选的，所述植保无人机的螺旋桨旋转时产生的下降气流值通过安装在植保无人机下面的气流传感器检测得知。
优选的，所述检测装置检测出植保环境中的风向和检测装置计算出药液漂移的位移值L均通过无线通信模块传送到植保无人机的主控制单元，植保无人机的主控制单元控制植保无人机向检测到的风向反向飞行，且反向飞行的距离与计算出药液漂移的位移值一致。
优选的，所述检测装置是空气速度传感器，所述空气速度传感器安装在植保无人机的上方或安装在固定在田地边的测量基站上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是通过空气速度传感器检测出植保环境中风的速度、风在水平面上的方向以及风在空间内的方向，气流传感器检测出植保无人机的螺旋桨旋转时产生的下降气流值，根据这些数据通过算法计算出药液随着风的作用产生漂移时的位移值，并传送给植保无人机，植保无人机的控制单元控制其向着药液漂移的反方向飞行，飞行的距离与药液漂移的位移值一致。本发明保证了不管风如何影响喷洒出的药液，植保无人机都可以通过调整自身的飞行路线确保农药的喷洒区域不变，有效预防了植保作业时出现的重喷与漏喷现象，达到了精准喷洒和最佳的植保效果。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
图2为本发明植保作业的航线与喷洒农药的区域的示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种植保无人机可自主调整飞行航线的方法，包括：
检测装置检测当前植保环境中的风向和风速；
计算出药液漂移的位移值；
植保无人机自主调整飞行航线，向药液漂移的反方向移动，并重新规划植保航线。
所述检测装置检测当前植保环境中的风向和风速，包括：
检测装置检测植保环境中的风在水平方向上的方向；
检测装置检测植保环境中的风在空间内的方向，以及与水平面之间的空间角度；
检测装置检测植保环境中的风速。
设风在空间内与水平面之间的空间角度是α，检测到的风速是V风；
根据矢量定理，可以将空间内的风速V风分成水平面上的风速V水平和垂直面上的风速V垂直；
根据三角几何关系，计算出V水平=V风*cosα，V垂直=V风*sinα。
植保无人机在喷洒农药时，其相对于植物冠层的距离是恒定的，设恒定值是H；
植保无人机的螺旋桨旋转时会产生下降气流，设下降气流是V气流；
药液在垂直方向上下降的速度受到垂直面上的风速和螺旋桨转动时产生下降气流的共同影响，即药液下降的速度是V垂直+V气流，药液在水平方向上的漂移的速度受到水平面上的风速影响，且漂移的速度与水平面的风速V水平一致；
设药液漂移的位移值是L，根据等量关系可得，
H/（V垂直+V气流）=L/V水平，即L=H*V水平/（V垂直+V气流）=H*（V风*cosα）/（V风*sinα+V气流）。
所述植保无人机的螺旋桨旋转时产生的下降气流值通过安装在植保无人机下面的气流传感器检测得知。
所述检测装置检测出植保环境中的风向和检测装置计算出药液漂移的位移值L均通过无线通信模块传送到植保无人机的主控制单元，植保无人机的主控制单元控制植保无人机向检测到的风向反向飞行，且反向飞行的距离与计算出药液漂移的位移值一致。
所述检测装置是空气速度传感器，所述空气速度传感器安装在植保无人机的上方或安装在固定在田地边的测量基站上。
如图2所示，设植保无人机喷洒农药的起点是A，终点是B，那么直线AB就是植保无人机在喷洒农药时规划的飞行航线，那么实线区域就是植保无人机喷洒农药的理论区域；
植保作业过程中遇到风的情况下，设风在水平面上的方向是东南方向，那么虚线区域就是植保无人机喷洒农药的实际区域，与理论区域相比，喷洒农药的实际区域整体向东南方向偏移了L距离，即药液漂移的位移值L；为了能够精准喷洒，达到最佳的植保效果，那么植保无人机的飞行航线应该向药液漂移的反方向偏移并调整，且偏移的距离与药液漂移的位移值一致，植保无人机偏移调整后的飞行航线是A’B’。
Claims (1)
1.一种植保无人机可自主调整飞行航线的方法，其特征在于，包括：
检测装置检测当前植保环境中的风向和风速；
计算出药液漂移的位移值；
植保无人机自主调整飞行航线，向药液漂移的反方向移动，并重新规划植保航线；
所述检测装置检测当前植保环境中的风向和风速，包括：
检测装置检测植保环境中的风在水平方向上的方向；
检测装置检测植保环境中的风在空间内的方向，以及与水平面之间的空间角度；
检测装置检测植保环境中的风速；
所述方法包括：
设风在空间内与水平面之间的空间角度是α，检测到的风速是V风；
根据矢量定理，可以将空间内的风速V风分成水平面上的风速V水平和垂直面上的风速V垂直；
根据三角几何关系，计算出V水平=V风*cosα，V垂直=V风*sinα；
所述方法包括：植保无人机在喷洒农药时，其相对于植物冠层的距离是恒定的，设恒定值是H；
植保无人机的螺旋桨旋转时会产生下降气流，设下降气流是V气流；
药液在垂直方向上下降的速度受到垂直面上的风速和螺旋桨转动时产生下降气流的共同影响，即药液下降的速度是V垂直+V气流，药液在水平方向上的漂移的速度受到水平面上的风速影响，且漂移的速度与水平面的风速V水平一致；
设药液漂移的位移值是L，根据等量关系可得，
H/（V垂直+V气流）=L/V水平，即L=H*V水平/（V垂直+V气流）=H*（V风*cosα）/（V风*sinα+V气流）；
所述植保无人机的螺旋桨旋转时产生的下降气流值通过安装在植保无人机下面的气流传感器检测得知；
所述检测装置检测出植保环境中的风向和检测装置计算出药液漂移的位移值L均通过无线通信模块传送到植保无人机的主控制单元，植保无人机的主控制单元控制植保无人机向检测到的风向反向飞行，且反向飞行的距离与计算出药液漂移的位移值一致；
所述检测装置是空气速度传感器，所述空气速度传感器安装在植保无人机的上方或安装在固定在田地边的测量基站上。
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