CN114879736A - 一种应用5g技术的农用无人机作业远距离控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业无人机领域，具体公开了一种应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，所述农用无人机作业远距离控制方法通过采用飞手远程操控的方式，来帮助农场主进行无人机作业；而农场主只需要将无人机充电并带动待作业区域，然后将作业所需要使用的物品装载在无人机上，并将需要作业的区域信息发送给飞手；待启动无人机后，飞手通过5G网络远程对无人机进行控制，并根据无人机实时回传的数据信息实时调整无人机的作业姿态。通过上述改进，使得处于作业空窗期的飞手可以远程协助农场主控制农用无人机进行飞行作业，从而能够充分利用资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机，具体涉及一种应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法。
背景技术
近年来，国内无人机植保的装备和技术发展迅速，植保无人机已发展成为一种高效、可靠的植保机具。另外，植保无人机虽然适用于各种农田作业环境，如平原、山地、丘陵等农田，但目前其植保作业主要应用于大田作物，在土地流转的小块田地、山地、丘陵应用较难，其主要原因在于小块田地、山地、丘陵等地带的植保作业对飞手的操控水平的要求较高，一般需要熟练飞手在作业现场采用手动模式操控植保无人机，以便保证操控的安全和作业质量。此外，小块田地、山地、丘陵农田作业效率较低，植保作业服务收益不高，因此专业植保组织难于服务到户。面向小块田地、山地、丘陵推广应用无人机植保面临的一个问题是熟练操控植保无人机的飞手较为缺少。另外，熟练的飞手需要脱产培训，有的无人机机型的飞手脱产培训时间可长达1-2周，培训后还需要大量的实践操作的积累。由于植保无人机作业的季节性、广袤地域作物成熟期等的不同，飞手总体虽然短缺，但仍然有部分飞手处于相对空闲状态；这部分有空窗期的飞手，由于考虑到作业时间、作业成本，因此不愿意大范围跨区作业，但若能在线上指导或操作，则这些飞手可以成为有效的存量资源。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，所述农用无人机作业远距离控制方法通过采用5G通讯的方式，使得处于空窗期的飞手远程协助农场主控制农用无人机进行飞行作业，从而能够充分利用资源。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
一种应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，包括以下步骤：
S1、农场主将无人机带到待作业区域，并启动无人机；无人机中的控制装置控制无人机上的5G通信模块初始化，待5G通信模块初始化后，控制装置打开搭载在无人机上的图像采集模块；
S2、农场主将作业区域的位置信息发送给预约好的飞手；
S3、飞手通过农场主发来的地图信息，获得待作业区域的作业范围以及对应的作业时间；
S4、飞手控制无人机作业，搭载在无人机上的图像采集模块实时对作业区域进行视频拍摄，同时将拍摄的视频流信息通过5G网络回传给地面控制站，位于地面控制站的飞手根据视频流信息实时观察作业区域的情况以及无人机飞行状态信息，以便对无人机进行实时调整；
S5、作业完成后，飞手控制无人机着陆，并通知农场主，农场主到达着陆地点后，关闭无人机，并将无人机带回。
优选的，在步骤S1中，农场主将无人机充满电并带至作业区域后，需要自行将无人机作业所需要的物品安装在无人机上。
优选的，在步骤S2中，农场主利用手机下载瓦片地图，并在瓦片地图上标记出待作业的区域，标记完成后，农场主将地图信息发送给预约好的飞手。
优选的，在步骤S3中，所述的无人机的飞行状态信息包括无人机当前的速度、无人机电池的电量、无人机的高度、无人机的速度、无人机目前的经纬度、无人机机头位置。
优选的，所述图像采集模块为搭载在无人机上的USB摄像头。
优选的，地面控制站与无人机之间还设置有中转服务器，所述中转服务器为云服务器。
优选的，为实现地面控制站与无人机的双向通信，选取TCP/IP协议作为传输的协议。
优选的，所述无人机采用多旋翼无人机。
优选的，所述无人机上还搭载有传感器组件，所述传感器组件包括风速风向传感器、红外传感器。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
1、本发明的农用无人机作业远距离控制方法可由飞手实时远程操控农用无人机来进行作业；需要作业的农场主在线上联系飞手，并作业区域的位置信息发送给飞手。农场主将农用无人机运输至待作业区域中适合起飞的位置，飞手则通过5G网络建立与无人机的通讯联系，就可通过搭载在无人机上的图像采集模块实时观察周边的作业环境，结合作业区域的边界信息，即可完成作业的规划及实施。
2、本发明的农用无人机作业远距离控制方法相比于传统的农用无人机飞行控制方法(即需要飞手实地到田间操作)而言，本发明的农用无人机作业远距离控制方法使得飞手可以身临其境地远程操控无人机，不需要前往作业区域，这样可以充分利用飞手的相对空闲时间，解决了飞手短缺的问题，提高了植保专业服务组织及飞手的接单量，提高了作业效率和作业质量。
3、本发明的农用无人机作业远距离控制方法对于小规模经营、承包小块田地、山地、丘陵的农场主而言，可以联合购买一架农用无人机，且农场主只需学会更换电池、药液等简单操作，即可联系飞手进行无人机作业，这样可以解决周边缺乏植保服务组织和熟练飞手，或者飞手考虑效益不愿接单的难题，也进一步推进了农用无人机的普及和应用。
附图说明
图1为本发明的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法的流程框图。
图2为无人机初始化成功的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1和图2，本发明的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，包括以下步骤：
S1、农场主将无人机带到待作业区域，并启动无人机；无人机机上搭载的 Linux操作系统会通过串口对已经搭载在无人机上的5G通信模块进行初始化操作，待5G通信模块初始化后，控制装置打开搭载在无人机上的图像采集模块(例如USB摄像头)，无人机中的5G通信模块、图像采集模块得初始化就此完成；
S2、农场主利用手机下载瓦片地图，并在瓦片地图上标记出待作业的区域，标记完成后，农场主将地图信息发送给预约好的飞手；
S3、飞手通过农场主发来的地图信息，得出待作业区域的作业范围以及对应的作业时间等信息；
S4、飞手控制无人机作业，搭载在无人机上的图像采集模块实时对作业区域进行视频拍摄，同时将拍摄的视频流信息通过5G网络回传给地面控制站，位于地面控制站中的飞手根据视频流信息实时观察作业区域的情况以及无人机飞行状态信息，以便对无人机进行实时控制；其中，所述的无人机的飞行状态信息包括无人机当前的速度、无人机电池的电量、无人机的高度、无人机的速度、无人机目前的经纬度、无人机机头位置；
S5、作业完成后，飞手控制无人机着陆，并通知农场主，农场主到达着陆地点后，关闭无人机，并将无人机带回。
在步骤S1中，农场主将无人机充满电并带至作业区域后，需要自行将无人机作业所需要的物品安装在无人机上。为此，农场主只需要学会一些简单的无人机操作。例如：给无人机更换电池，将无人机电池进行充电，将无人机的机架打开，将无人机放置到待作业区域(农田)附近等简单操作。因此，在无人机作业之前，农场主需要保证当前无人机的电池电量充沛，然后将无人机的机臂打开；无人机起飞后，无人机在田间作业期间就可以采集到当前田间的图像信息，当前的图像信息就可以通过5G网络的方式回传给地面控制站，飞手也就可以通过地面控制站实时观察田间的情况，以及飞机目前的方位方向。
在步骤S4中，由于地面控制站需要对无人机采集到的视频流进行获取，因此首先需要将地面控制站接入稳定的5G网络，并打开地面控制站上的视频采集功能。在网络稳定的情况下，地面控制站即可看到来自无人机端传输过来的视频流，飞手便可以通过传输过来的视频流信息，利用地面端上预设的操控按钮来对无人机进行控制，从而实现在超远距离的远程控制。理论来说，飞手可在任意稳定的网络环境下操控无人机。
在本实施例中，由于需要实现无人机和地面控制站之间的信息的相互传递，因此需要分配公网地址给地面控制站，也可采用中转服务器，例如选取云服务器进行中转，将云服务器作为中转站时，无人机和地面控制站之间可以通过中转服务器进行通信；且由于要实现的是双向信息传输，因此要选取TCP/IP协议作为传输的协议。
在本实施例中，所述无人机采用多旋翼无人机，所述多旋翼无人机上搭载着各式各样的传感器，例如风速风向传感器、红外传感器等。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、农场主将无人机带到待作业区域，并启动无人机；无人机中的控制装置控制无人机上的5G通信模块初始化，待5G通信模块初始化后，控制装置打开搭载在无人机上的图像采集模块；
S2、农场主将作业区域的位置信息发送给预约好的飞手；
S3、飞手通过农场主发来的地图信息，得出待作业区域的作业范围以及对应的作业时间；
S4、飞手控制无人机作业，搭载在无人机上的图像采集模块实时对作业区域进行视频拍摄，同时将拍摄的视频流信息通过5G网络回传给地面控制站，位于地面控制站中的飞手根据视频流信息实时观察作业区域的情况以及无人机的飞行状态信息，以便对无人机进行实时控制；
S5、作业完成后，飞手控制无人机着陆，并通知农场主，农场主到达着陆地点后，关闭无人机，并将无人机带回。
2.根据权利要求1所述的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，在步骤S1中，农场主将无人机充满电并带至作业区域后，需要自行将无人机作业所需要的物品安装在无人机上。
3.根据权利要求1所述的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，在步骤S2中，农场主利用手机下载瓦片地图，并在瓦片地图上标记出待作业的区域，标记完成后，农场主将地图信息发送给预约好的飞手。
4.根据权利要求1所述的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，在步骤S3中，所述的无人机的飞行状态信息包括无人机当前的速度、无人机电池的电量、无人机的高度、无人机的速度、无人机目前的经纬度、无人机机头位置。
5.根据权利要求1所述的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，所述图像采集模块为搭载在无人机上的USB摄像头。
6.根据权利要求1所述的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，地面控制站与无人机之间还设置有中转服务器，所述中转服务器为云服务器。
7.根据权利要求6所述的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，为实现地面控制站与无人机的双向通信，选取TCP/IP协议作为传输的协议。
8.根据权利要求1所述的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，所述无人机采用多旋翼无人机。
9.根据权利要求1所述的应用5G技术的农用无人机作业远距离控制方法，其特征在于，所述无人机上还搭载有传感器组件，所述传感器组件包括风速风向传感器、红外传感器。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116797106A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-22 | 山东孟子居生态农业股份有限公司 | 一种植保无人机作业效果评价系统 |
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2022
- 2022-05-30 CN CN202210598939.7A patent/CN114879736A/zh active Pending
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