CN110703789A

CN110703789A - 直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法及系统

Info

Publication number: CN110703789A
Application number: CN201910983931.0A
Authority: CN
Inventors: 周刚; 伍南; 黄飞宇
Original assignee: Hunan Linkeda Agricultural Technology Service Co Ltd
Current assignee: Hunan Linkeda Agricultural Technology Service Co Ltd
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2039-10-16
Also published as: CN110703789B

Abstract

本发明公开一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法及系统，方法包括：通过预设方式获取预设林地的有害生物发生数据；根据有害生物发生数据，确定有害生物发生区域、有害生物发生面积和有害生物种类；根据有害生物种类，确定药剂种类；根据有害生物发生区域，确定飞行起降点；根据有害生物发生区域、有害生物发生面积和飞行起降点，确定直升机飞行路线和无人机飞行路线；根据药剂种类、直升机飞行路线和无人机飞行路线，确定飞行防治程序。本发明使预设林地内的有害生物防治不受地形的限制，且飞机洒药防治施药面积广，效率高，耗时短，能有效应对有害生物爆发高峰期。

Description

直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法及系统

技术领域

本发明涉及林业防治技术领域，特别涉及一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法及系统。

背景技术

目前，常规的林业有害生物防治方法是地面施药。

地面施药方式主要分为两种，第一种是人工施药，由工人携带背负式喷洒装置进入预设林地施药；第二种是地面大型机械喷施，在林地内进行高压喷施，能较好的覆盖树冠处，弥补人工施药的高度限制。

但是，地面施药劳动强度大、效率低、耗时长，不能有效应对爆发期病虫害，背负式喷洒装置的施药面较小，运用地面大型机械喷施方式作业成本高，药效有效利用率低，且受地形限制山地作业困难。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法及系统，旨在解决现有林业有害生物防治中受限制于山地地形作业困难的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，该方法包括如下步骤：

通过预设方式获取预设林地的有害生物发生数据；

根据所述有害生物发生数据，确定有害生物发生区域、有害生物发生面积和有害生物种类；

根据所述有害生物种类，确定药剂种类；

根据所述有害生物发生区域，确定飞行起降点；

根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积和所述飞行起降点，确定直升机飞行路线和无人机飞行路线；

根据所述药剂种类、所述直升机飞行路线和所述无人机飞行路线，确定飞行防治程序。

优选的，所述根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积和所述飞行起降点，确定直升机飞行路线和无人机飞行路线的步骤，包括：

根据所述有害生物发生区域，获取所述有害生物发生区域的涉水区域；

根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积、所述涉水区域和所述飞行起降点，确定直升机在所述有害生物发生区域外的直线飞行路线和直升机在所述有害生物发生区域内的往返式飞行路线；

根据所述往返式飞行路线和所述涉水区域，确定无人机飞行路线。

优选的，所述根据所述往返式飞行路线，确定无人机飞行路线的步骤，包括：

根据所述往返式飞行路线和所述有害生物发生区域，确定所述往返式飞行路线的漏防区域；

根据所述涉水区域和所述漏防区域，确定无人机飞行路线。

优选的，所述根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积、所述涉水区域和所述直升机起降点，确定直升机在所述有害生物发生区域外的直线飞行路线和直升机在所述有害生物发生区域内的往返式飞行路线的步骤，包括：

根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积和所述飞行起降点，确定若干直升机在所述有害生物发生区域内的备选往返式飞行路线；

获取每一备选往返式飞行路线的起点至所述飞行起降点，以及终点至所述飞行起降点的直线飞行距离路程；

确定所有所述备选往返式飞行路线至所述飞行起降点的直线飞行距离路程，选择最短所述直线飞行距离路程对应的所述往返式飞行路线和所述直线飞行路线。

优选的，所述根据所述有害生物发生区域，确定飞行起降点的步骤，包括：

根据所述有害生物发生区域，确定直升机起降点；

所述根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积和所述飞行起降点，确定直升机飞行路线和无人机飞行路线的步骤，包括：

根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积和所述直升机起降点，确定直升机飞行路线；

判断直升机起降点至所述有害生物发生区域的距离是否大于无人机预设飞行距离；

当大于所述无人机预设飞行距离时，在所述有害生物发生区域的漏防位置或涉水位置选择地势平坦区域为无人机起降点；

当小于所述无人机预设飞行距离时，将所述直升机起降点和所述无人机起降点确定于同一位置；

根据所述无人机起降点、所述有害生物发生区域和所述有害生物发生面积，确定无人机飞行路线。

优选的，所述根据所述有害生物发生区域，确定直升机起降点的步骤，包括：

获取所述预设林地内的所有备选直升机起降点和所有所述有害生物发生区域；

通过比对每一所述备选直升机起降点到所有所述有害生物发生区域的最优行程，确定所述直升机起降点。

优选的，所述通过比对每一所述备选直升机起降点到所有所述有害生物发生区域的最优行程，确定所述直升机起降点的步骤，包括：

根据每一所述有害生物发生区域对应喷洒的所述药剂种类，将所有所述有害生物发生区域分成若干喷洒区域；

通过比对每一所述备选直升机起降点到对应的所述喷洒区域的最优行程，确定每一所述喷洒区域的所述直升机起降点。

优选的，所述根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积和所述直升机起降点，确定直升机飞行路线的步骤，包括：

根据每一所述喷洒区域内的有害生物危害程度，确定每一所述喷洒区域的施药顺序；

根据所述喷洒区域内每一所述有害生物发生区域内的有害生物危害程度，确定所述喷洒区域内每一所述有害生物发生区域的施药顺序；

根据每一所述喷洒区域的施药顺序、所述喷洒区域内每一所述有害生物发生区域的施药顺序、所述有害生物发生面积和所述直升机飞行起降点，确定所述直升机飞行路线。

优选的，还包括：

获取所述预设林地的未来天气情况，判断所述未来天气是否属于风雨天气；

当所述未来天气属于所述风雨天气时，停止实施飞行防治程序；

当所述未来天气属于晴天时，实施飞行防治程序。

一种防控系统，所述防控系统应用如上所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

收集预设林地内的有害生物区域，确定预设林地内有害生物发生面积和有害生物种类，并确定飞行起降点和对应的药剂种类，再根据有害生物发生区域、有害生物发生面积和飞行起降点，确定直升机的飞行路线和无人机的路线，最后确定飞行防治程序，实现系统化的对预设林地内的有害生物防治，通过直升机和无人机的优势互补，使预设林地内的有害生物防治不受地形的限制，且飞机洒药防治施药面积广，效率高，耗时短，能有效应对有害生物爆发高峰期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明根据一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明根据一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明根据一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法第三实施例的流程示意图；

图4为直升机和无人机在有害生物发生区域内理想飞行路线示意图；

图5为飞行起降点至有害生物发生区域来回飞行路线示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1，为实现上述目的，本发明的第一实施例中，提供一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，该方法包括如下步骤：

S10，通过预设方式获取预设林地的有害生物发生数据；

S20，根据有害生物发生数据，确定有害生物发生区域、有害生物发生面积和有害生物种类；

S30，根据有害生物种类，确定药剂种类；

S40，根据有害生物发生区域，确定飞行起降点；

S50，根据有害生物发生区域、有害生物发生面积和飞行起降点，确定直升机飞行路线和无人机飞行路线；

S60，根据药剂种类、直升机飞行路线和无人机飞行路线，确定飞行防治程序。

具体的，预设林地设置有对应的监控站，监控站通过无人机拍摄和定点终端采集结合的方式，周期性的在预设林地内获取对应的数据，根据数据确定有害生物数据，其中，有害生物数据包括有害生物的种类、发生区域、发生面积、有害生物发生周期和有害生物危害程度。

参见图4，飞行防治程序包括直升机治理程序和无人机治理程序，直升机治理程序包括直升机根据飞防作业图进行大面积的洒药防治，用于有害生物爆发高峰期(例如成虫羽化高峰期或真菌繁殖高峰期)进行防治，直升机搭载超低量喷雾喷洒装置作业，在气温30℃以下，相对湿度50％以上，风速小于3米/秒，且能见度好的天气进行实施。

无人机治理程序包括针对直升机飞防作业图的漏防区域30和涉水区域进行补充防治，利用无人机进行小范围的精准补充防治，可以使用若干无人机同时进行，且每台无人机均搭载对应的喷洒装置。

具体的，向预设林地所在区域发送飞行防治程序的飞防公告。飞防公告包括通过当地职能部门或监控所向喷洒区域周围的居民和旅客发生预报提醒，在治理有害生物的过程对提醒周围居民注意水井的遮盖，以及家禽、宠物等回避，避免造成不必要的纠纷。

收集预设林地内的有害生物区域，确定预设林地内有害生物发生面积和有害生物种类，并确定飞行起降点和对应的药剂种类，再根据有害生物发生区域、有害生物发生面积和飞行起降点，确定直升机的飞行路线和无人机的路线，最后确定飞行防治程序，实现系统化的预设林地内的有害生物防治，通过直升机和无人机的优势互补，使预设林地内的有害生物防治不受地形的限制，且飞机洒药防治施药面积广，效率高，耗时短，能有效应对有害生物爆发高峰期。

参见图2、图4和图5，基于本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第一实施例，在本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第二实施例中，步骤S50，包括：

S51，根据有害生物发生区域，获取有害生物发生区域的涉水区域；

S52，根据有害生物发生区域、有害生物发生面积、涉水区域和飞行起降点，确定直升机在有害生物发生区域外的直线飞行路线10和直升机在有害生物发生区域内的往返式飞行路线20；

S53，根据往返式飞行路线20和涉水区域，确定无人机飞行路线。

具体的，直升机在有害生物发生区域内的往返式飞行路线20均应避免靠近涉水区域施药，保持一定的安全距离；靠近涉水区域的施药均通过无人机进行施药，避免药剂落入水中。具体的，可以通过计算机识别地图各个区域的方式，或通过计算机识别航拍照片各个区域的方式，将有害生物发生区域内的涉水区域识别出来。

参见图3、图4和图5，基于本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第二实施例，在本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第三实施例中，步骤S53，包括：

S54，根据往返式飞行路线20和有害生物发生区域，确定往返式飞行路线20的漏防区域30；

S55，根据涉水区域和漏防区域30，确定无人机飞行路线。

具体的，漏防区域30包括往返式飞行路线20中飞行路径之间的间隙区域，以及飞行路径与有害生物发生区域的边界之间另一间隙区域。可以通过计算机识别直升机实际喷洒路径的航拍照片，并与有害生物发生区域的航拍照片比对，以识别出漏防区域。

无人机飞行路线的施药区域包括漏防区域30、临水区域和小面积有害生物发生区域。施药过程完毕后，通过对比直升机的实际飞行路线和直升机飞行作业图，以及无人机实际飞行路线和无人机飞行作业图，对施药结果检验。同时通过无人机对有害生物发生区域进行巡查，以检验施药情况。

基于本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第二实施例，在本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第四实施例中，步骤S52，包括：

S56，根据有害生物发生区域、有害生物发生面积和飞行起降点，确定若干直升机在有害生物发生区域内的备选往返式飞行路线20；

S57，获取每一备选往返式飞行路线20的起点至飞行起降点，以及终点至飞行起降点的直线飞行距离路程；

S58，确定所有备选往返式飞行路线20至飞行起降点的直线飞行距离路程，选择最短直线飞行距离路程对应的往返式飞行路线20和直线飞行路线10。

具体的，确定直升机起降点，并根据有害生物发生区域的形状和面积，设计多条备选往返式飞行路线20，再计算每一直升机起降点分别至往返式飞行路线20的起点和终点，计算出最短距离，以降低直升机的飞行里程，并降低经济成本。

基于本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第一实施例，在本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第五实施例中，步骤S40，包括：

S41，根据有害生物发生区域，确定直升机起降点；

步骤S50，包括：

S59，根据有害生物发生区域、有害生物发生面积和直升机起降点，确定直升机飞行路线；

S510，判断直升机起降点至有害生物发生区域的距离是否大于无人机预设飞行距离；

S511，当大于无人机预设飞行距离时，在有害生物发生区域的漏防位置或涉水位置选择地势平坦区域为无人机起降点；

S512，当小于无人机预设飞行距离时，将直升机起降点和无人机起降点确定于同一位置；

S513，根据无人机起降点、有害生物发生区域和有害生物发生面积，确定无人机飞行路线。

具体的，无人机起降点根据直升机起降点至有害生物发生区域的距离设置，当直升机起降点至有害生物发生区域的距离较短时(例如距离小于5公里)，无人机的起降点和直升机起降点位于同一位置；当直升机起降点至有害生物发生区域的距离较长时(例如距离大于5公里)，这时无人机本身的蓄电池无法支持长距离飞行后的施药工作，需要通过地面运输工具将无人机和无人机驾驶员送往漏防区域30和涉水区域内地势平坦处作为无人机起降点。

基于本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第五实施例，在本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第六实施例中，步骤S41，包括：

S42，获取预设林地内的所有备选直升机起降点和所有有害生物发生区域；

S43，通过比对每一备选直升机起降点到所有有害生物发生区域的最优行程，确定直升机起降点。

具体的，直升机起降点根据飞行距离取最短的2-3个目标点，再根据起降点的具体配套设施(如运输条件、周围地势条件、直升机起降标准、上药和混药的辅助设备和基础生活设施等)选择最优飞行起降点。最优飞行起降点在计算时间成本的前提下，同时兼顾药剂和人员调配等工作。

所有飞行起降点的获取，一般都是咨询当地对应职能部门获取详细的飞行起降点资料，在根据上述判断逻辑确定最优飞行起降点。

基于本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第六实施例，在本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第七实施例中，步骤S43，包括：

S44，根据每一有害生物发生区域对应喷洒的药剂种类，将所有有害生物发生区域分成若干喷洒区域；

S45，通过比对每一飞行起降点到对应的喷洒区域的最优行程，确定每一喷洒区域的飞行起降点。

具体的，根据每处有害生物发生区域喷洒的药剂种类，分成若干喷洒区域，再根据每一喷洒区域内的工作时间和工作强度选择对应的最优飞行起降点，这样可以节约经济成本，且可以通过提前布置地面准备工作，进行快速的施药，实现快速治理。

基于本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第七实施例，在本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第八实施例中，步骤S59，包括：

S514，根据每一喷洒区域内的有害生物危害程度，确定每一喷洒区域的施药顺序；

S515，根据喷洒区域内每一有害生物发生区域内的有害生物危害程度，确定喷洒区域内每一有害生物发生区域的施药顺序；

S516，根据每一喷洒区域的施药顺序、喷洒区域内每一有害生物发生区域的施药顺序、有害生物发生面积和飞行起降点，确定直升机飞行路线和无人机飞行路线。

具体的，根据每一喷洒区域有害生物危害程度(如虫口密度，多次治理产生的耐药性等)，确定每一喷洒区域的施药顺序，当若干喷洒区域内的危害程度超过警戒值时，同时超过警戒值的喷洒区域进行最快时间的施药。

同理在每一喷洒区域内的若干有害生物发生区域，也实现以上治理策略，就不一一赘述。

基于本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第一实施例至第八实施例，在本发明的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法的第九实施例中，直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，还包括：

S60，获取预设林地的未来天气情况，判断未来天气是否属于风雨天气；

S70，当未来天气属于风雨天气时，停止实施飞行防治程序；

S80，当未来天气属于晴天时，实施飞行防治程序。

具体的，雨天时，雨水降低了药剂的活性，稀释了药剂的浓度，影响了药剂的使用；风天时，影响无人机或直升机的使用，有可能出现安全问题；固无人机或直升机的使用尽量避免风雨天气。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种防控系统，防控系统应用如上的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法。由于本实施例防控系统的技术方案至少包括上述一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法实施例的全部技术方案，因此至少具有以上实施例的全部技术效果，此处不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第X实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料、方法步骤或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过预设方式获取预设林地的有害生物发生数据；

根据所述有害生物种类，确定药剂种类；

根据所述有害生物发生区域，确定飞行起降点；

2.如权利要求1所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，所述根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积和所述飞行起降点，确定直升机飞行路线和无人机飞行路线的步骤，包括：

3.如权利要求2所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，所述根据所述往返式飞行路线，确定无人机飞行路线的步骤，包括：

根据所述涉水区域和所述漏防区域，确定无人机飞行路线。

4.如权利要求2所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，所述根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积、所述涉水区域和所述直升机起降点，确定直升机在所述有害生物发生区域外的直线飞行路线和直升机在所述有害生物发生区域内的往返式飞行路线的步骤，包括：

5.如权利要求1所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，所述根据所述有害生物发生区域，确定飞行起降点的步骤，包括：

根据所述有害生物发生区域，确定直升机起降点；

6.如权利要求5所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，所述根据所述有害生物发生区域，确定直升机起降点的步骤，包括：

7.如权利要求6所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，所述通过比对每一所述备选直升机起降点到所有所述有害生物发生区域的最优行程，确定所述直升机起降点的步骤，包括：

8.如权利要求7所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，所述根据所述有害生物发生区域、所述有害生物发生面积和所述直升机起降点，确定直升机飞行路线的步骤，包括：

9.如权利要求1-8任一所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法，其特征在于，还包括：

当所述未来天气属于晴天时，实施飞行防治程序。

10.一种防控系统，其特征在于，所述防控系统应用如权利要求1至9中任一项所述的一种直升机与无人机在森林防治中的综合防控方法。