CN113002797A - 一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，包括无人机和控制中心，所述无人机上挂载有数据采集模块，所此外还包括具有采集设备更换模块的无人机起降平台，所述采集设备更换模块包括位于所述无人机起降平台内的更换腔室，所述更换腔室内设有可内置数据采集模块的设备容器、平移机构和升降机构，所述无人机的机体内设有云台固定机构，所述数据采集模块被所述升降机构顶升后被所述云台固定机构固定连接，并由锁止结构锁住。本发明实现了自动更换数据采集模块，减少现场采集时更换采集设备耗费的时间，同时保证卸除时当数据采集模块完全落到设备容器中，而挂载时又能让数据采集模块的连接部分伸入到无人机的连接结构中。
Description
技术领域
本发明属于航空遥感领域，涉及一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统。
背景技术
目前采用航空遥感技术进行农作物估产的技术上，利用目前越来越成熟的无人机装载遥感设备采集遥感图像能大大减少采集数据所需的成本，因此现在开始广泛使用。但是由于单一类型的遥感图像数据所能提取的图像特征有限，在进行反演训练和分析的过程中可靠性和准确性不足，因此现在越来越多地在分析计算中采用多类型遥感图像的多源数据分析方式进行反演模型的训练和实际反演处理，以获得更加准确的监测结果
但是无人机平台自身的载重能力受无人机体积限制，同时无人机续航时间也受载重影响，因此在实际进行遥感图像的采集过程中，一个无人机难以同时搭载多个遥感图像采集设备，因此需要在搭载一种采集设备完成一次采集后，回到无人机的起降处更换不同的遥感图像采集设备在进行下一次遥感图像采集过程。然而不同种类的遥感图像采集设备具有不同的供电需求和数据传输接口，因此无人机每次更换遥感图像采集设备时，都需要人为更换，并设置好各个接口之间的连接关系，同时对数据传输效果进行调试，对接口配置需要修改的现场修改。显然上述更换过程需要操作人员花费相当长的时间和精力，不仅影响图像数据的采集效率，也容易受人为操作失误影响采集数据的成功率，如果是在大片农田同时通过多个无人机进行图像数据采集，因此造成的效率降低和人为失误都不能忽视。
如果采用平台对无人机进行遥感图像采集设备的更换，设备与无人机的连接部分由于具有接口最好能通过容器保护。但采集设备与无人机连接时需要采集设备的连接部分伸入无人机的机体，设备容器需要让连接部分伸出，因此容器不能太深。而卸除采集设备时，要保证设备落入容器能与机体完全分离并且完全进入容器获得保护，避免连接部分与无人机或平台其他部分发生接触碰撞，这要求容器深度不应让接口部分露出。但这两种情况需要容器在进行更换时具有不同的深度，现有技术无法实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，以解决现有技术中无人机不能自动更换遥感图像采集设备的技术问题，同时现有技术也缺乏既能在设备挂载时让连接部分伸入机体进行连接，又能在卸除时保证采集设备完全脱离机体并完全落入容器实现对采集设备整体保护的技术方案。
所述的采用无人机遥感技术的农作物估产系统，包括无人机和控制中心，所述无人机上挂载有数据采集模块，所述控制中心包括数据存储模块、估产分析模块和数据预处理模块，此外还包括无人机起降平台，所述无人机起降平台包括采集设备更换模块，所述采集设备更换模块包括位于所述无人机起降平台内的更换腔室，所述更换腔室内设有至少两个设备容器，至少有一个设备容器装有待更换的数据采集模块，所述更换腔室顶部设有顶部开口，所述更换腔室还设有将不同的设备容器移到所述顶部开口的平移机构和将所述设备容器顶出所述顶部开口的升降机构，所述无人机的机体内设有云台固定机构，所述数据采集模块设有向上伸出的连接柱，所述设备容器内滑动连接有承载所述数据采集模块的承载组件，所述设备容器的底板通过缓冲压簧与所述承载组件连接，所述承载组件设有受压后从侧面伸出的伸出结构，所述升降机构的可升降部件上设有向上伸出的顶出杆，所述设备容器内壁固定有被所述顶出杆顶起的抬升挡板。
优选的，所述承载组件包括上下设置的上承载板和下承载板，所述上承载板与所述下承载板之间通过承载压簧连接，所述伸出结构包括上铰接板和下铰接板，所述上铰接板铰接在所述上承载板底面而所述下铰接板铰接在所述下铰接板上面，所述上铰接板下端铰接在所述下铰接板上端，所述上承载板与所述下承载板在所述数据采集模块压力作用下向外侧伸出到所述顶出杆的上方位置。
优选的，所述下铰接板上设有与所述顶出杆插接配合的通孔，所述上铰接板底部设有与所述顶出杆插接配合的盲孔，在所述伸出结构处于伸出状态下，所述盲孔与所述通孔轴向重合并与所述顶出杆位置对应。
优选的，所述数据采集模块包括多轴云台、供电通信控制器、统一供电数据接口和安装在所述多轴云台上的遥感图像采集设备，所述云台固定机构在被所述统一供电数据接口顶起时实现对所述通用云台系统的夹紧固定，所述云台固定结构还包括锁止结构和与所述统一供电数据接口连接的遥感接口，所述顶部开口处设有控制所述锁止结构的解锁结构。
优选的，所述云台固定机构包括对开式的滑移夹紧门和对称设置的连杆结构，所述滑移夹紧门的门板沿所述无人机的机体的底板滑移，所述遥感接口设置在可升降的接口连接结构中，所述连杆结构包括主连杆和夹紧连杆，所述主连杆一端铰接在所述接口连接结构上而另一端铰接在所述夹紧连杆一端，而所述夹紧连杆的另一端铰接在所述滑移夹紧门的一个门板外侧，所述主连杆上转动连接有转轴，所述转轴与所述机体的侧壁固定连接连接，所述转轴上套设有扭簧，所述扭簧两端分别连接到所述主连杆和所述转轴。
优选的，所述锁止结构包括铁制或磁性材料制造的锁杆、设于所述底板中的竖直锁槽和设于所述锁槽底部的锁止压簧，所述锁杆滑动插接在所述竖直锁槽中，在锁止状态下，所述锁止压簧将所述锁杆顶出所述所述锁槽并挡在所述门板外侧，所述解锁结构电磁铁，所述电磁铁设于所述顶部开口两侧向上伸出的解锁架上，所述无人机降落后，所述电磁铁位于所述锁止结构的正下方并能吸附所述锁杆。
优选的，所述平移机构包括固定在所述更换腔室内的水平导轨、滑动设置在所述水平导轨上的水平滑台、平移电机和齿轮齿条机构，所述水平滑台上沿自身滑动方向设有与所述设备容器一一对应的容器槽，所述容器槽底部设有贯穿通槽，所述贯穿通槽供所述升降机构中的可升降部件穿过，所述平移电机通过所述齿轮齿条机构驱动所述水平滑台水平滑移。
优选的，所述顶部开口两侧对称设有升降导向板，所述解锁架包括一对滑动连接在所述升降导向板上的解锁板，所述解锁板上端内侧设有向内凸出的上限位部，所述上限位部能被所述设备容器的上方开口的侧壁顶起，所述电磁铁的按压开关设于所述上限位部下面，所述电磁铁设于所述解锁板顶部，所述解锁板的上端内侧还设有向内检测所述机体下面是否有物体的光电感应器，所述解锁板的上端外侧垂直固定有向外侧伸出定向引导板，所述定向引导板沿所述机体的前后方向设置，所述定向引导板的外侧在所述上限位部被所述设备容器顶起时与所述无人机下方起落架的倾斜伸出部分抵接对所述无人机进行定向。。
优选的，本系统采用的估产方法包括下列步骤：
S1、控制无人机降落在无人机起降平台对应的顶部开口，无人机起降平台自动换上对应本次采集类型的数据采集模块；
S2、控制无人机飞行到待采集区域采集本次遥感图像并将图像数据发送到控制中心；
S3、控制中心通过数据预处理模块对数据进行预处理后提取图像特征并进一步时序化，将时序化的图像特征存储在数据存储模块中；
S4、采集完一批待采集区域的遥感图像后返回无人机起降平台重复步骤S1-S3直至各类型的遥感图像均已采集；
S5、对各种遥感图像提取的时序化的图像特征进行融合得到包含多种遥感图像信息的多源图像数据集；
S6、将多源图像数据集输入到对应农作物的估产反演模型进行反演，得到估产结果。
本发明的技术效果：1、本方案通过设置具有多种供电接口和通信接口的通用云台系统，让操作员能在进行航空遥感采集数据前提前完成不同遥感图像采集设备与通用云台系统的连接安装并进行调试，避免现场更换导致采集过程因更换遥感采集设备造成耗时过长，导致不能及时完成遥感数据采集的问题。而实际进行遥感图像数据采集时，通过无人机上通过采集设备更换模块自动实现更换，效率高无需人员现场操作，出现人为失误的几率小，提高了采集数据的可靠性。
2、本方案中通过平移结构和升降机构实现了卸除的数据采集模块和待更换的数据采集模块之间的位置移动，保证了数据采集模块的自动更换。同时利用承载组件的结构设计令上述更换过程中，用于盛放和保护数据采集模块的设备容器能自动根据是否载有数据采集模块自动改变承载组件被顶出杆顶起时的位置，同时保证空载时当数据采集模块落到承载组件上能在缓冲压簧的缓冲效果下完全落到设备容器中，避免更换过程发生数据采集模块具有露出部分从而可能与其他部件发生碰撞造成损坏的问题。
3、本方案通过自动开合门夹紧连接柱保证通用云台系统连接可靠的同时，还通过与自动开合门联动的锁合机构保证在关闭的同时自动完成两侧门板之间的锁合。而解锁架只在更换过程中才被顶出能避免平时解锁架露出导致其容易受到物体碰撞损害的问题。通过设备容器上升顶起具有电磁铁的解锁板，电磁铁被容器顶起时实现吸附，既能保证吸附无人机保持更换状态无人机的稳定性，又能同时吸住锁杆实现解锁。
4、本方案中接口连接结构与滑移开合门联动一方面让本方案能在实现无人机遥感接口与统一供电通信接口的同时驱动滑移开合门关闭，无需外界操控就完成连接过程。而无人机降落位置总有一定误差，设置定位引导槽和下铰接板便能在门板打开时允许连接柱与云台自动连接机构的中心有一定误差。连接柱通过顶动下铰接板令整个接口连接结构上升驱动云台自动连接机构，而定位引导槽则在此时通过门板的合拢逐渐将连接柱引导向云台自动连接机构的中心，最终通过弧形夹紧面从两侧夹住。
附图说明
图1为本发明一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统中无人机起降平台的结构示意图。
图2为本发明中无人机进行数据采集模块卸除情况下的结构示意图。
图3为图2所示结构A-A方向的剖面图。
图4为本发明中设备容器在挂载数据采集模块时的结构示意图。
图5为图3所示结构中A区域的局部放大图。
图6为图3所示结构中B区域的局部放大图。
图7为图4所示结构中C区域的局部放大图。
图8为本发明中采集设备更换模块内部的结构示意图。
图9为本发明中无人机的剖视图。
图10为图9所示结构中云台固定结构的结构示意图。
图11为图9所示结构在连接柱插入时滑移夹紧门与连接柱的结构示意图
附图中的标记为：1、无人机，11、机体，12、接口连接结构，13、连杆结构，131、主连杆，132、夹紧连杆，14、滑移夹紧门，141、伸出部，142、插接槽，143、弧形夹紧面，144、定向缺口，15、起落架，16、锁止结构，161、锁杆，162、竖直锁槽，163、锁止压簧，164、电磁铁，2、无人机起降平台，21、压力检测板，22、解锁板，221、解锁结构，222、定向引导板，23、升降导向板，3、平移机构，31、平移电机，32、齿轮，33、水平导轨，34、水平滑台，35、容器槽，4、升降机构，41、升降板、42、顶出杆，43、伸缩杆，44、电缸，5、设备容器，51、承载组件，511、下承载板，512、上承载板，513、承载压簧，514、上铰接板,515、下铰接板，52、缓冲压簧，53、抬升挡板，6、数据采集模块，61、连接柱，611、止转凸棱，612、定向板，62、统一供电数据接口，63供电通信控制器，64、多轴云台，65、遥感图像采集设备。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1-10所示，本发明提供了一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，包括无人机1和控制中心，所述无人机1上挂载有数据采集模块6，所述控制中心包括数据存储模块、估产分析模块和数据预处理模块，其特征在于：还包括无人机起降平台2，所述无人机起降平台2包括采集设备更换模块，所述采集设备更换模块包括位于所述无人机起降平台2内的更换腔室，所述更换腔室内设有至少两个设备容器5，至少有一个设备容器5装有待更换的数据采集模块6，所述更换腔室顶部设有顶部开口，所述更换腔室还设有将不同的设备容器5移到所述顶部开口的平移机构3和将所述设备容器5顶出所述顶部开口的升降机构4，所述无人机1的机体11内设有云台固定机构，所述数据采集模块6设有向上伸出的连接柱61，所述设备容器5内滑动连接有承载所述数据采集模块6的承载组件51，所述设备容器5的底板通过缓冲压簧52与所述承载组件51连接，所述承载组件51设有受压后从侧面伸出的伸出结构，所述升降机构4的可升降部件上设有向上伸出的顶出杆42，所述设备容器5内壁固定有被所述顶出杆42顶起的抬升挡板53。
所述顶出杆42在所述伸出结构伸出时能顶起所述伸出结构带动所述承载组件51相对所述设备容器5上升，当所述承载组件51被所述顶出杆42顶起时所述设备容器5中的通用云台系统的连接柱61从所述设备容器5的上部开口伸出，所述连接柱61能从底部插入所述机体11被所述云台固定机构固定。
所述承载组件51包括上下设置的上承载板512和下承载板511，所述上承载板512与所述下承载板511之间通过承载压簧513连接，所述伸出结构包括上铰接板514和下铰接板515，所述上铰接板514铰接在所述上承载板512底面而所述下铰接板515铰接在所述下铰接板515上面，所述上铰接板514下端铰接在所述下铰接板515上端，所述上承载板512与所述下承载板511在所述数据采集模块6压力作用下向外侧伸出到所述顶出杆42的上方位置。
所述下铰接板515上设有与所述顶出杆42插接配合的通孔，所述上铰接板514底部设有与所述顶出杆42插接配合的盲孔，在所述伸出结构处于伸出状态下，所述盲孔与所述通孔轴向重合并与所述顶出杆42位置对应。
所述数据采集模块6包括多轴云台64、供电通信控制器63、统一供电数据接口62和安装在所述多轴云台64上的遥感图像采集设备65，所述云台固定机构在被所述统一供电数据接口62顶起时实现对所述通用云台系统的夹紧固定，所述云台固定结构还包括锁止结构16和与所述统一供电数据接口62连接的遥感接口，所述顶部开口处设有控制所述锁止结构16的解锁结构221。
所述供电通信控制器63设有适配不同遥感图像采集设备65的多种供电接口和数据接口并与所述统一供电数据接口62连接，所述统一供电数据接口62与遥感接口可拆卸连接，所述供电通信控制器63还包括供电控制模块和通信接口配置模块，所述供电控制模块用于对不同供电接口进行供电控制，所述通信接口配置模块用于设置不同通信接口的配置信息。这样通过供电通信控制器63能够通过单一遥感接口的连接接入不同遥感图像采集设备65，实现供电和数据通信，令无人机1能与不同遥感图像采集设备65间实现更换而无需人为操作。
所述云台固定机构包括对开式的滑移夹紧门14和对称设置的连杆结构13，所述滑移夹紧门14的门板沿所述无人机的机体11的底板滑移，所述遥感接口设置在可升降的接口连接结构12中，所述连杆结构13包括主连杆131和夹紧连杆132，所述主连杆131一端铰接在所述接口连接结构12上而另一端铰接在所述夹紧连杆132一端，而所述夹紧连杆132的另一端铰接在所述滑移夹紧门14的一个门板外侧，所述主连杆131上转动连接有转轴，所述转轴与所述机体11的侧壁固定连接连接，所述转轴上套设有扭簧，所述扭簧两端分别连接到所述主连杆131和所述转轴。
所述门板朝内一侧设有与所述连接柱61配合的弧形夹紧面143和阶梯状结构，一侧门板的阶梯状结构由上至下分为有槽层、夹紧层和伸出层三层层级结构，另一侧门板的阶梯状结构的层级结构设置顺序与之相反，所述伸出层包括从所述弧形夹紧面143两侧伸出的伸出部141，所述有槽层设有与相对侧的伸出部141插接配合的插接槽142，一对所述伸出部141内侧之间的间距朝所述弧形夹紧面143方向逐渐减小形成定位引导槽。所述滑移夹紧门14闭合状态下，两侧所述弧形夹紧面143从两侧夹紧连接柱61。
所述连接柱61上沿周向设有若干止转凸棱611，所述弧形夹紧面143上设有与止转凸棱611。两侧的有槽层中至少有一个具有定向缺口144，所述定向缺口144位于对应所述弧形夹紧面143的位置，所述连接柱61上垂直固定有定向板612，所述定向板612与所述伸出部141平行且所述定向板612两侧具有与所述伸出部141内侧平行的斜面，所述定向缺口144与对应的伸出部141围成一个定向空槽，所述定向空槽与所述定向板612形状配合，用于实现对统一供电通信接口上各个引脚的位置确定，防止引脚发生位置偏斜错误。
所述锁止结构16包括铁制或磁性材料制造的锁杆161、设于所述底板中的竖直锁槽162和设于所述锁槽底部的锁止压簧163，所述锁杆161滑动插接在所述竖直锁槽162中，在锁止状态下，所述锁止压簧163将所述锁杆161顶出所述所述锁槽并挡在所述门板外侧，所述解锁结构221电磁铁164，所述电磁铁164设于所述顶部开口两侧向上伸出的解锁架上，所述无人机1降落后，所述电磁铁164位于所述锁止结构16的正下方并能吸附所述锁杆161。
所述平移机构3包括固定在所述更换腔室内的水平导轨33、滑动设置在所述水平导轨33上的水平滑台34、平移电机31和齿轮32齿条机构，所述水平滑台34上沿自身滑动方向设有与所述设备容器5一一对应的容器槽35，所述容器槽35底部设有贯穿通槽，所述贯穿通槽供所述升降机构4中的可升降部件穿过，所述平移电机31通过所述齿轮32齿条机构驱动所述水平滑台34水平滑移。
齿轮32齿条机构包括平行固定在所述平移滑台两侧的齿条和与所述平移电机31的输出轴固定相连的一对齿轮32，所述齿轮32所述齿条对应啮合。所述升降机构4包括垂直设于所述顶部开口正下方的电缸44，所述可升降部件为垂直固定在所述电缸44的伸缩杆43端部的升降板41，所述顶出杆42垂直固定在升降板41的顶面两侧。所述水平导轨33为成对平行设置，一对水平导轨33之间的间距供所述升降板41通过。
所述顶部开口两侧对称设有升降导向板23，所述解锁架包括一对滑动连接在所述升降导向板23上的解锁板22，所述解锁板22上端内侧设有向内凸出的上限位部，所述上限位部能被所述设备容器5的上方开口的侧壁顶起，所述电磁铁164的按压开关设于所述上限位部下面，所述电磁铁164设于所述解锁板22顶部，所述解锁板22的上端内侧还设有向内检测所述机体11下面是否有物体的光电感应器，所述解锁板22的上端外侧垂直固定有向外侧伸出定向引导板222，所述定向引导板222沿所述机体11的前后方向设置，所述定向引导板222的外侧在所述上限位部被所述设备容器5顶起时与所述无人机1下方起落架15的倾斜伸出部141分抵接对所述无人机进行定向。
所述无人机起降平台2的顶部设有位于所述解锁板22外侧方向的压力检测板21，所述压力检测板21滑动连接在所述无人机起降平台2的顶部，所述无人机起降平台2的顶部下方固定有压力感应器，所述压力感应器的感应端连接在所述压力检测板21底部。解锁板22之间通过梁板连接形成解锁架。
上述采用无人机遥感技术的农作物估产系统采用的估产方法包括下列步骤：
S1、控制无人机1降落在无人机起降平台2对应的顶部开口，无人机起降平台2自动换上对应本次采集类型的数据采集模块6；
S2、控制无人机1飞行到待采集区域采集本次遥感图像并将图像数据发送到控制中心；
S3、控制中心通过数据预处理模块对数据进行预处理后提取图像特征并进一步时序化，将时序化的图像特征存储在数据存储模块中；
S4、采集完一批待采集区域的遥感图像后返回无人机起降平台2重复步骤S1-S3直至各类型的遥感图像均已采集；
S5、对各种遥感图像提取的时序化的图像特征进行融合得到包含多种遥感图像信息的多源图像数据集；
S6、将多源图像数据集输入到对应农作物的估产反演模型进行反演，得到估产结果。
上述方法中数据采集模块6更换或挂载的具体过程如下。
控制无人机1降落在无人机起降平台2对应的顶部开口上方，无人机1触发压力感应器从而令无人机起降平台2的控制模块开始启动更换数据采集模块6的流程。若无人机1此时挂载有上一次使用的数据采集模块6则进入更换流程，若无人机1此时处于未挂载数据采集模块6则进入挂载流程。是否挂载数据采集模块6则通过压力检测板21和压力感应器通过对无人机1重量的检测来判断。
挂载流程：无人机1处于空载状态时，滑移夹紧门14处于打开状态，锁止结构16的锁杆161被门板压在竖直锁槽162中，这时无人机起降平台2直接控制平移机构3将本次采集数据所需的数据采集模块6平移到顶部开口正下方，而后控制升降机构4的伸缩杆43上升，顶出杆42从底部插入设备容器5，由于该设备容器5中承载组件51上放置有数据采集模块6，压力挤压承载压簧513将伸出结构向外侧挤压伸出，因此这是顶出杆42向上能插入所述伸出结构上的通孔和盲孔，插入后一方面伸出结构被插入的顶出杆42阻碍无法在缩回，另一方面顶出杆42由此带动承载组件51和数据采集模块6相对设备容器5上移，直至顶到抬升挡板53从而带动设备容器5整体上移，此时数据采集模块6的连接柱61向上伸出设备容器5，为之后的插入固定做准备。
当设备容器5的上方开口的侧壁顶到解锁板22的上限位部，随之将解锁板22一同顶起，解锁板22沿升降导向板23升起滑动的过程，通过定向引导板222与无人机起落架15的接触抵接，能引导无人机1的朝向与所述设备容器5中数据采集模块6一致并实现无人机1与设备容器5的对中。而当解锁结构221接近或接触无人机1的机体11底部时达到最高点，这时设备容器5顶压电磁铁164的按压开关启动电磁铁164，电磁铁164吸附机体11底部的同时将锁杆161吸下。
这时连接柱61顶端的统一供电数据接口62从滑移夹紧门14插入并开始顶压接口连接结构12，接口连接结构12上升通过连杆结构13带动滑移夹紧门14的门板向内滑动，从而通过门板内的弧形夹紧面143夹紧连接柱61。这时光电感应器因检测到无人机1开始挂载物体触发控制器，控制器令升降机构4下降，由于设备容器5降下后不再顶压按压开关，电磁铁164关闭，锁止压簧163顶起锁杆161挡住门板保持滑移夹紧门14的夹紧状态。接口连接结构12则通过内部被接口压簧下压的遥感接口保持与统一供电数据接口62的连接。这里由于缓冲压簧52的作用，数据采集模块6的下降时间上落后于设备容器5的下降，因此会实现先锁止再让承载组件51完全脱离数据采集模块6。上述过程完成数据采集模块6的挂载后无人机1即可起飞进行遥感图像的采集。
更换流程在上述挂载流程之前还具有卸除流程，卸除流程如下。
卸除流程：当无人机1是更换数据采集模块6的情况下，平移机构3首先根据确认得到的数据采集模块6的种类将对应的空载状态下的设备容器5平移到顶部开口下方，然后启动升降机构4上升，空载状态下的承载组件51在承载压簧513作用下让上承载板512和下承载板511相对远离，伸出结构因此被上下拉直缩在承载组件51内。顶出杆42插入设备容器5后不接触承载组件51，直接顶在抬升挡板53上驱动设备容器5上升并顶起解锁架。
当解锁架达到最高点时，电磁铁164的按压开关被设备容器5顶压而启动电磁铁164，电磁铁164吸附机体11底部的同时将锁杆161吸下。解锁后滑移夹紧门14在扭簧作用下连杆机构开始打开，由于遥感接口是通过接口压簧压下，因此主连杆131转动在滑移夹紧门14没有完全打开前也不会受接口连接结构12阻碍。滑移夹紧门14打开后，原来的数据采集模块6自由落下。由于之前承载组件51为空载状态，缓冲压簧52将其顶高，当数据采集模块6下落时承载组件51在缓冲压簧52作用下对数据采集模块6的下落进行缓冲，避免掉落造成的冲击损坏设备。而当设备容器5下移后锁杆161不再被电磁铁164吸附，但打开的门板挡在竖直锁槽162上，阻挡锁杆161伸出，保证滑移夹紧门14处于开状态，然后重复上述的挂载流程可完成一个数据采集模块6的更换过程。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。
Claims (9)
1.一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，包括无人机(1)和控制中心，所述无人机(1)上挂载有数据采集模块(6)，所述控制中心包括数据存储模块、估产分析模块和数据预处理模块，其特征在于：还包括无人机起降平台(2)，所述无人机起降平台(2)包括采集设备更换模块，所述采集设备更换模块包括位于所述无人机起降平台(2)内的更换腔室，所述更换腔室内设有至少两个设备容器(5)，至少有一个设备容器(5)装有待更换的数据采集模块(6)，所述更换腔室顶部设有顶部开口，所述更换腔室还设有将不同的设备容器(5)移到所述顶部开口的平移机构(3)和将所述设备容器(5)顶出所述顶部开口的升降机构(4)，所述无人机(1)的机体(11)内设有云台固定机构，所述数据采集模块(6)设有向上伸出的连接柱(61)，所述设备容器(5)内滑动连接有承载所述数据采集模块(6)的承载组件(51)，所述设备容器(5)的底板通过缓冲压簧(52)与所述承载组件(51)连接，所述承载组件(51)设有受压后从侧面伸出的伸出结构，所述升降机构(4)的可升降部件上设有向上伸出的顶出杆(42)，所述设备容器(5)内壁固定有被所述顶出杆(42)顶起的抬升挡板(53)。
2.根据权利要求1所述的一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，其特征在于：所述承载组件(51)包括上下设置的上承载板(512)和下承载板(511)，所述上承载板(512)与所述下承载板(511)之间通过承载压簧(513)连接，所述伸出结构包括上铰接板(514)和下铰接板(515)，所述上铰接板(514)铰接在所述上承载板(512)底面而所述下铰接板(515)铰接在所述下铰接板(515)上面，所述上铰接板(514)下端铰接在所述下铰接板(515)上端，所述上承载板(512)与所述下承载板(511)在所述数据采集模块(6)压力作用下向外侧伸出到所述顶出杆(42)的上方位置。
3.根据权利要求2所述的一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，其特征在于：所述下铰接板(515)上设有与所述顶出杆(42)插接配合的通孔，所述上铰接板(514)底部设有与所述顶出杆(42)插接配合的盲孔，在所述伸出结构处于伸出状态下，所述盲孔与所述通孔轴向重合并与所述顶出杆(42)位置对应。
4.根据权利要求1-3所述的一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，其特征在于：所述数据采集模块(6)包括多轴云台(64)、供电通信控制器(63)、统一供电数据接口(62)和安装在所述多轴云台(64)上的遥感图像采集设备(65)，所述云台固定机构在被所述统一供电数据接口(62)顶起时实现对所述通用云台系统的夹紧固定，所述云台固定结构还包括锁止结构(16)和与所述统一供电数据接口(62)连接的遥感接口，所述顶部开口处设有控制所述锁止结构(16)的解锁结构(221)。
5.根据权利要求4所述的一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，其特征在于：所述云台固定机构包括对开式的滑移夹紧门(14)和对称设置的连杆结构(13)，所述滑移夹紧门(14)的门板沿所述无人机(1)的机体(11)的底板滑移，所述遥感接口设置在可升降的接口连接结构(12)中，所述连杆结构(13)包括主连杆(131)和夹紧连杆(132)，所述主连杆(131)一端铰接在所述接口连接结构(12)上而另一端铰接在所述夹紧连杆(132)一端，而所述夹紧连杆(132)的另一端铰接在所述滑移夹紧门(14)的一个门板外侧，所述主连杆(131)上转动连接有转轴，所述转轴与所述机体(11)的侧壁固定连接连接，所述转轴上套设有扭簧，所述扭簧两端分别连接到所述主连杆(131)和所述转轴。
6.根据权利要求5所述的一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，其特征在于：所述锁止结构(16)包括铁制或磁性材料制造的锁杆(161)、设于所述底板中的竖直锁槽(162)和设于所述锁槽底部的锁止压簧(163)，所述锁杆(161)滑动插接在所述竖直锁槽(162)中，在锁止状态下，所述锁止压簧(163)将所述锁杆(161)顶出所述所述锁槽并挡在所述门板外侧，所述解锁结构(221)电磁铁(164)，所述电磁铁(164)设于所述顶部开口两侧向上伸出的解锁架上，所述无人机(1)降落后，所述电磁铁(164)位于所述锁止结构(16)的正下方并能吸附所述锁杆(161)。
7.根据权利要求5所述的一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，其特征在于：所述平移机构(3)包括固定在所述更换腔室内的水平导轨(33)、滑动设置在所述水平导轨(33)上的水平滑台(34)、平移电机(31)和齿轮(32)齿条机构，所述水平滑台(34)上沿自身滑动方向设有与所述设备容器(5)一一对应的容器槽(35)，所述容器槽(35)底部设有贯穿通槽，所述贯穿通槽供所述升降机构(4)中的可升降部件穿过，所述平移电机(31)通过所述齿轮(32)齿条机构驱动所述水平滑台(34)水平滑移。
8.根据权利要求7所述的一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，其特征在于：所述顶部开口两侧对称设有升降导向板(23)，所述解锁架包括一对滑动连接在所述升降导向板(23)上的解锁板(22)，所述解锁板(22)上端内侧设有向内凸出的上限位部，所述上限位部能被所述设备容器(5)的上方开口的侧壁顶起，所述电磁铁(164)的按压开关设于所述上限位部下面，所述解锁结构(221)设于所述解锁板(22)顶部，所述解锁板(22)的上端内侧还设有向内检测所述机体(11)下面是否有物体的光电感应器，所述解锁板(22)的上端外侧垂直固定有向外侧伸出定向引导板(222)，所述定向引导板(222)沿所述机体(11)的前后方向设置，所述定向引导板(222)的外侧在所述上限位部被所述设备容器(5)顶起时与所述无人机(1)下方起落架(15)的倾斜伸出部(141)分抵接对所述无人机(1)进行定向。
9.根据权利要求8所述的一种采用无人机遥感技术的农作物估产系统，其特征在于：采用的估产方法包括下列步骤：
S1、控制无人机(1)降落在无人机起降平台(2)对应的顶部开口，无人机起降平台(2)自动换上对应本次采集类型的数据采集模块(6)；
S2、控制无人机(1)飞行到待采集区域采集本次遥感图像并将图像数据发送到控制中心；
S3、控制中心通过数据预处理模块对数据进行预处理后提取图像特征并进一步时序化，将时序化的图像特征存储在数据存储模块中；
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