CN116483128B - 一种无人机多任务载荷装置转换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机多任务载荷装置转换方法及系统，涉及无人机载荷技术领域，包括路径规划模块、飞行平台、载荷转换模块以及信号验证模块；路径规划模块用于管理员在飞行平台软件上规划无人机的任务航线及HOME点的返回位置，并通过自主导航模块控制无人机按照既定的目标位置航行，做到位置跟踪；载荷转换模块用于根据森林植保任务切换对应载荷来执行对应森林植保任务；森林植保任务包括白僵菌粉剂投放、花绒寄甲试管容器投放以及赤眼蜂卵包投放；信号验证模块用于实时验证智能控制单元与飞行平台之间的通信状态，以及时提醒管理员对智能控制单元进行检修维护；提高智能控制单元的控制精度，保证天敌和生物制剂投放的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机载荷技术领域，具体是一种无人机多任务载荷装置转换方法及系统。
背景技术
针对森林植保作业，目前传统的天敌和生物制剂的投放方法仍以人工投放为主，投放精度低、耗时长，投放数量与地点无法准确掌握与监督控制；随着无人机科学技术的发展以及日益成熟的设备技术，使得基于无人机应用技术的森林植保作业模式有了很大的发展，依靠无人机精准悬停拍摄技术，快速作业技术，高空飞行技术，快速机动技术，植保作业可以大大提高效率；传统无人机挂载平台不能根据不同植保场景(例如白僵菌、花绒寄甲、赤眼蜂卵包等)，将对应的载荷设备进行挂载。如果要同时挂载所有载荷模块，会需要多种挂载平台来挂载相应的载荷模块，会造成载荷过大并缩短航时；基于以上不足，本发明提出一种无人机多任务载荷装置转换方法及系统。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种无人机多任务载荷装置转换方法及系统。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种无人机多任务载荷装置转换系统，应用于飞行平台，包括信息显示和报警模块、路径规划模块、载荷转换模块、航速航向控制模块、信号验证模块、航行监测模块以及航行分析模块；
所述路径规划模块用于管理员在飞行平台软件上规划无人机的任务航线及HOME点的返回位置，并将规划的任务航线及HOME点的返回位置反馈至自主导航模块；自主导航模块用于采集无人机的导航定位信息，并控制无人机按照既定的目标位置航行，做到位置跟踪；
所述载荷转换模块用于根据森林植保任务切换对应载荷来执行对应森林植保任务；所述森林植保任务包括白僵菌粉剂投放、花绒寄甲试管容器投放以及赤眼蜂卵包投放；对应载荷包括粉剂投放载荷、试管容器投放载荷以及卵包投放载荷；
所述信号验证模块用于实时验证智能控制单元与飞行平台之间的通信状态，计算得到通信评价分Wp；若Wp＜预设评分阈值，则判定智能控制单元与飞行平台之间的通信状态不佳，生成通信异常信号；以提醒管理员对智能控制单元进行检修维护；
所述航行监测模块用于对无人机的航行时序数据进行监测，并将监测到的航行时序数据传输至航行分析模块进行航行损耗指数SJ分析；若SJ大于预设指数阈值，则表明无人机航行损耗严重，生成损耗养护信号；以提醒管理员对无人机进行检修养护工作。
进一步地，其中，粉剂投放载荷以大功率涵道电机为喷洒动力，辅置以低速搅拌装置，最大可容纳50升白僵菌粉剂；
试管容器投放载荷采用转轮式投放结构，其内置智能控制单元与飞行平台连接后可实现自动飞行过程中的试管容器的等时等距/等量投放；
卵包投放载荷采用螺旋供料方式，卵包配备减速绳，投放后可自由飘落并悬挂于植物冠层，其内置智能控制单元与飞行平台连接后可实现规划航线自动飞行过程中的卵包容器的等时/等距等量投放。
进一步地，所述信号验证模块的具体验证步骤为：
信号验证模块按照预设验证周期发送验证配置消息至飞行平台的FPGA主控，其中验证配置消息中包括第一信号质量门限；
响应于接收到验证配置消息，飞行平台发送第二同步信号至智能控制单元；响应于监听到第二同步信号，由智能控制单元确定第二同步信号的信号质量，并与第一信号质量门限进行对比，得到对应的质量差值Zc；
将信号验证模块发送验证配置消息的时刻与智能控制单元监听到第二同步信号的时刻进行时间差计算得到响应时长XT；利用公式LS=Zc×g1+XT×g2计算得到信号损耗指数LS，其中g1、g2为系数因子；
将信号损耗指数LS与预设损耗阈值相比较，所述预设损耗阈值包括Y1、Y2；其中Y1、Y2均为预设值；Y1＜Y2；
在预设时间段内，统计LS＜Y1的次数占比为Zb1；统计Y1≤LS＜Y2的次数占比为Zb2，统计LS≥Y2的次数占比为Zb3；利用公式Wp=ƒ×(Zb1×3+Zb2×2+Zb3)计算得到通信评价分Wp，其中ƒ为预设补偿因子。
进一步地，所述航行分析模块的具体分析过程如下：
获取无人机的航行时序数据，分析得到无人机的航行时间段；所述航行时序数据包括同一时刻的无人机载重数据、航速数据和加速度数据；
在航行时间段内，将无人机的载重最大值标记为Zt，航速最大值标记为Vt，加速度最大值标记为Gt；统计无人机的航行时长为Tz；
利用公式SJ=Zt×b3+Vt×b4+Gt×b5+Tz×b6计算得到无人机的航行损耗指数SJ，其中b3、b4、b5、b6均为系数因子。
进一步地，所述航速航向控制模块与自主导航模块相连接，用于管理员通过飞行平台软件控制航行中的无人机的航速航向。
进一步地，飞行平台采用全碳纤维六旋翼主体结构，P80系列动力电机，P67防护等级，最大载重20kg，采用c波段数据链与地面控制端双向连接，4G/5c通信网络进行视频直播，可挂载多种载荷执行森林植保任务。
进一步地，所述信息显示和报警模块用于通过飞行平台软件实时对无人机的航行速度、偏航角、位置信息、障碍物方位距离、电池电量、无人机主机以及油量状态进行监测并显示，对异常状态进行报警。
进一步地，一种无人机多任务载荷装置转换方法，包括如下步骤：
步骤一：管理员通过路径规划模块在飞行平台软件上规划无人机的任务航线及HOME点的返回位置，并通过自主导航模块控制无人机按照既定的目标位置航行，做到位置跟踪；
步骤二：通过载荷转换模块根据森林植保任务切换对应载荷来执行对应森林植保任务；所述森林植保任务包括白僵菌粉剂投放、花绒寄甲试管容器投放以及赤眼蜂卵包投放；对应载荷包括粉剂投放载荷、试管容器投放载荷以及卵包投放载荷；
步骤三：执行森林植保任务过程中，通过信号验证模块实时验证智能控制单元与飞行平台之间的通信状态，计算得到通信评价分Wp；若Wp＜预设评分阈值，则判定智能控制单元与飞行平台之间的通信状态不佳，生成通信异常信号，以提醒管理员对智能控制单元进行检修维护；
步骤四：通过航行监测模块对无人机的航行时序数据进行监测，并将监测到的航行时序数据传输至航行分析模块进行航行损耗指数SJ分析；
若SJ大于预设指数阈值，则表明无人机航行损耗严重，生成损耗养护信号；以提醒管理员对无人机进行检修养护工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中所述路径规划模块用于管理员在飞行平台软件上规划无人机的任务航线及HOME点的返回位置，并通过自主导航模块控制无人机按照既定的目标位置航行，做到位置跟踪；所述载荷转换模块用于根据森林植保任务切换对应载荷来执行对应森林植保任务；所述森林植保任务包括白僵菌粉剂投放、花绒寄甲试管容器投放以及赤眼蜂卵包投放；对应载荷包括粉剂投放载荷、试管容器投放载荷以及卵包投放载荷；有效解决天敌和生物制剂的高精度、高效率无人机投放问题；
本发明中所述信号验证模块用于实时验证智能控制单元与飞行平台之间的通信状态，计算得到通信评价分Wp；若Wp＜预设评分阈值，则判定智能控制单元与飞行平台之间的通信状态不佳，生成通信异常信号；以提醒管理员尽快处理，从而提高智能控制单元的控制精度，保证天敌和生物制剂投放的准确性；
本发明中所述航行监测模块用于对无人机的航行时序数据进行监测，并将监测到的航行时序数据传输至航行分析模块进行航行损耗指数SJ分析，若SJ大于预设指数阈值，则表明无人机航行损耗严重，生成损耗养护信号；以提醒管理员对无人机进行检修养护工作，提高航行安全。
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获得其他的附图。
图1为本发明一种无人机多任务载荷装置转换系统的系统框图。
图2为本发明一种无人机多任务载荷装置转换方法的原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图2所示，一种无人机多任务载荷装置转换系统，应用于植保多旋翼无人机飞行平台，简称飞行平台；包括信息显示和报警模块、路径规划模块、自主导航模块、载荷转换模块、航速航向控制模块、信号验证模块、航行监测模块以及航行分析模块；
植保多旋翼无人机飞行平台采用全碳纤维六旋翼主体结构，P80系列动力电机，P67防护等级，最大载重20kg，采用c波段数据链与地面控制端双向连接，4G/5c通信网络进行视频直播，可挂载多种载荷执行森林植保任务；
信息显示和报警模块用于通过飞行平台软件实时对无人机的航行速度、偏航角、位置信息、障碍物方位距离、电池电量、无人机主机、油量等状态进行监测并显示，对异常状态进行报警；
路径规划模块用于管理员在飞行平台软件上规划无人机的任务航线及HOME点的返回位置，并将规划的任务航线及HOME点的返回位置反馈至自主导航模块；自主导航模块用于采集无人机的导航定位信息，并控制无人机按照既定的目标位置航行，做到位置跟踪；其中既定的目标位置是指管理员规划的任务航线及HOME点的返回位置；
航速航向控制模块与自主导航模块相连接，用于管理员通过飞行平台软件控制航行中的无人机的航速航向；
载荷转换模块用于根据森林植保任务切换对应载荷来执行对应森林植保任务；森林植保任务包括白僵菌粉剂投放、花绒寄甲试管容器投放以及赤眼蜂卵包投放；对应载荷包括粉剂投放载荷、试管容器投放载荷以及卵包投放载荷；其中，粉剂投放载荷以大功率涵道电机为喷洒动力，辅置以低速搅拌装置，最大可容纳50升白僵菌粉剂；
其中，试管容器投放载荷采用转轮式投放结构，其内置智能控制单元与飞行平台连接后可实现规划航线自动飞行过程中的试管容器的等时等距/等量投放；其中，卵包投放载荷采用螺旋供料方式，卵包配备减速绳，投放后可自由飘落并悬挂于植物冠层，其内置智能控制单元与飞行平台连接后可实现规划航线自动飞行过程中的卵包容器的等时/等距等量投放；
为了减少干扰信号的影响，保证天敌和生物制剂投放的准确性；信号验证模块用于实时验证智能控制单元与飞行平台之间的通信状态，计算得到通信评价分Wp；具体验证步骤为：
信号验证模块按照预设验证周期发送验证配置消息至飞行平台的FPGA主控，其中验证配置消息中包括第一信号质量门限；
响应于接收到由信号验证模块发送的验证配置消息，飞行平台发送第二同步信号至智能控制单元；响应于监听到第二同步信号，由智能控制单元确定第二同步信号的信号质量，并与第一信号质量门限进行对比，得到对应的质量差值Zc，其中本领域技术人员应该理解，任意本领域公知的度量都能够用于表征信号质量，例如RSRQ、RSRP、RSSI等等；此处的质量差值可以反映出信号在传输过程中的衰减；
将信号验证模块发送验证配置消息的时刻与智能控制单元监听到第二同步信号的时刻进行时间差计算得到响应时长XT；利用公式LS=Zc×g1+XT×g2计算得到信号损耗指数LS，其中g1、g2为系数因子；
将信号损耗指数LS与预设损耗阈值相比较，预设损耗阈值包括Y1、Y2；其中Y1、Y2均为预设值；Y1＜Y2；
在预设时间段内，统计LS＜Y1的次数占比为Zb1；统计Y1≤LS＜Y2的次数占比为Zb2，统计LS≥Y2的次数占比为Zb3；利用公式Wp=ƒ×(Zb1×3+Zb2×2+Zb3)计算得到通信评价分Wp，其中ƒ为预设补偿因子；
将通信评价分Wp与预设评分阈值相比较；若Wp＜预设评分阈值，则判定智能控制单元与飞行平台之间的通信状态不佳，生成通信异常信号；信号验证模块用于将通信异常信号传输至飞行平台，以提醒管理员尽快处理，从而提高智能控制单元的控制精度，保证天敌和生物制剂投放的准确性；
航行监测模块用于对无人机的航行时序数据进行监测，并将监测到的航行时序数据传输至航行分析模块；航行时序数据包括同一时刻的无人机载重数据、航速数据和加速度数据；
航行分析模块用于接收无人机的航行时序数据并进行航行损耗指数分析，具体分析过程如下：
获取无人机的航行时序数据，分析得到无人机的航行时间段；
在航行时间段内，将无人机的载重最大值标记为Zt，航速最大值标记为Vt，加速度最大值标记为Gt；统计无人机的航行时长为Tz；
利用公式SJ=Zt×b3+Vt×b4+Gt×b5+Tz×b6计算得到无人机的航行损耗指数SJ，其中b3、b4、b5、b6均为系数因子；
将航行损耗指数SJ与预设指数阈值相比较；若SJ大于预设指数阈值，则表明无人机航行损耗严重，生成损耗养护信号；
航行分析模块用于将损耗养护信号传输至飞行平台，以提醒管理员对无人机进行检修养护工作，提高航行安全。
一种无人机多任务载荷装置转换方法，应用于上述一种无人机多任务载荷装置转换系统，包括如下步骤：
步骤一：管理员通过路径规划模块在飞行平台软件上规划无人机的任务航线及HOME点的返回位置，并通过自主导航模块控制无人机按照既定的目标位置航行，做到位置跟踪；
步骤二：通过载荷转换模块根据森林植保任务切换对应载荷进行执行；其中粉剂投放载荷以大功率涵道电机为喷洒动力，辅置以低速搅拌装置，最大可容纳50升白僵菌粉剂；
试管容器投放载荷采用转轮式投放结构，其内置智能控制单元与飞行平台连接后可实现自动飞行过程中的试管容器的等时等距/等量投放；
卵包投放载荷采用螺旋供料方式，卵包配备减速绳，投放后可自由飘落并悬挂于植物冠层，其内置智能控制单元与飞行平台连接后可实现规划航线自动飞行过程中的卵包容器的等时/等距等量投放；
步骤三：执行森林植保任务过程中，通过信号验证模块实时验证智能控制单元与飞行平台之间的通信状态，计算得到通信评价分Wp；
若Wp＜预设评分阈值，则判定智能控制单元与飞行平台之间的通信状态不佳，生成通信异常信号，以提醒管理员尽快处理，从而提高智能控制单元的控制精度，保证天敌和生物制剂投放的准确性；
步骤四：通过航行监测模块对无人机的航行时序数据进行监测，并将监测到的航行时序数据传输至航行分析模块进行航行损耗指数SJ分析；
若SJ大于预设指数阈值，则表明无人机航行损耗严重，生成损耗养护信号；以提醒管理员对无人机进行检修养护工作，提高航行安全；
该方法还包括：通过信息显示和报警模块对无人机的航行速度、偏航角、位置信息、障碍物方位距离、电池电量、无人机主机、油量等状态进行监测并显示，对异常状态进行报警。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (2)
1.一种无人机多任务载荷装置转换系统，其特征在于，应用于飞行平台；包括信息显示和报警模块、路径规划模块、载荷转换模块、航速航向控制模块、信号验证模块、航行监测模块以及航行分析模块；
飞行平台采用全碳纤维六旋翼主体结构，P80系列动力电机，P67防护等级，最大载重20kg，采用c波段数据链与地面控制端双向连接，4G/5c通信网络进行视频直播；
所述路径规划模块用于管理员在飞行平台软件上规划无人机的任务航线及HOME点的返回位置，并将规划的任务航线及HOME点的返回位置反馈至自主导航模块；自主导航模块用于采集无人机的导航定位信息，并控制无人机按照既定的目标位置航行，做到位置跟踪；
所述航速航向控制模块与自主导航模块相连接，用于管理员通过飞行平台软件控制航行中的无人机的航速航向；
所述信息显示和报警模块用于通过飞行平台软件实时对无人机的航行速度、偏航角、位置信息、障碍物方位距离、电池电量、无人机主机以及油量状态进行监测并显示，对异常状态进行报警；
所述载荷转换模块用于根据森林植保任务切换对应载荷来执行对应森林植保任务；所述森林植保任务包括白僵菌粉剂投放、花绒寄甲试管容器投放以及赤眼蜂卵包投放；对应载荷包括粉剂投放载荷、试管容器投放载荷以及卵包投放载荷；
其中，粉剂投放载荷以大功率涵道电机为喷洒动力，辅置以低速搅拌装置；试管容器投放载荷采用转轮式投放结构，其内置智能控制单元与飞行平台连接后可实现自动飞行过程中的试管容器的等时等距/等量投放；
卵包投放载荷采用螺旋供料方式，卵包配备减速绳，投放后可自由飘落并悬挂于植物冠层，其内置智能控制单元与飞行平台连接后可实现规划航线自动飞行过程中的卵包容器的等时/等距等量投放；
所述信号验证模块用于实时验证智能控制单元与飞行平台之间的通信状态，计算得到通信评价分Wp；具体验证步骤为：
信号验证模块按照预设验证周期发送验证配置消息至飞行平台的FPGA主控，其中验证配置消息中包括第一信号质量门限；
响应于接收到验证配置消息，飞行平台发送第二同步信号至智能控制单元；响应于监听到第二同步信号，由智能控制单元确定第二同步信号的信号质量，并与第一信号质量门限进行对比，得到对应的质量差值Zc；
将信号验证模块发送验证配置消息的时刻与智能控制单元监听到第二同步信号的时刻进行时间差计算得到响应时长XT；利用公式LS=Zc×g1+XT×g2计算得到信号损耗指数LS，其中g1、g2为系数因子；
将信号损耗指数LS与预设损耗阈值相比较，所述预设损耗阈值包括Y1、Y2；其中Y1、Y2均为预设值；Y1＜Y2；
在预设时间段内，统计LS＜Y1的次数占比为Zb1；统计Y1≤LS＜Y2的次数占比为Zb2，统计LS≥Y2的次数占比为Zb3；利用公式Wp=ƒ×(Zb1×3+Zb2×2+Zb3)计算得到通信评价分Wp，其中ƒ为预设补偿因子
若通信评价分Wp＜预设评分阈值，则判定智能控制单元与飞行平台之间的通信状态不佳，生成通信异常信号；以提醒管理员对智能控制单元进行检修维护；
所述航行监测模块用于对无人机的航行时序数据进行监测，并将监测到的航行时序数据传输至航行分析模块进行航行损耗指数SJ分析；所述航行时序数据包括同一时刻的无人机载重数据、航速数据和加速度数据；
所述航行分析模块的具体分析过程如下：
获取无人机的航行时序数据，分析得到无人机的航行时间段；
在航行时间段内，将无人机的载重最大值标记为Zt，航速最大值标记为Vt，加速度最大值标记为Gt；统计无人机的航行时长为Tz；
利用公式SJ=Zt×b3+Vt×b4+Gt×b5+Tz×b6计算得到无人机的航行损耗指数SJ，其中b3、b4、b5、b6均为系数因子；
若SJ大于预设指数阈值，则表明无人机航行损耗严重，生成损耗养护信号；以提醒管理员对无人机进行检修养护工作。
2.一种无人机多任务载荷装置转换方法，应用于如权利要求1所述的一种无人机多任务载荷装置转换系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：管理员通过路径规划模块在飞行平台软件上规划无人机的任务航线及HOME点的返回位置，并通过自主导航模块控制无人机按照既定的目标位置航行，做到位置跟踪；
步骤二：通过载荷转换模块根据森林植保任务切换对应载荷来执行对应森林植保任务；所述森林植保任务包括白僵菌粉剂投放、花绒寄甲试管容器投放以及赤眼蜂卵包投放；对应载荷包括粉剂投放载荷、试管容器投放载荷以及卵包投放载荷；
步骤三：执行森林植保任务过程中，通过信号验证模块实时验证智能控制单元与飞行平台之间的通信状态，计算得到通信评价分Wp；
若Wp＜预设评分阈值，则判定智能控制单元与飞行平台之间的通信状态不佳，生成通信异常信号，以提醒管理员对智能控制单元进行检修维护；
步骤四：通过航行监测模块对无人机的航行时序数据进行监测，并将监测到的航行时序数据传输至航行分析模块进行航行损耗指数SJ分析；
若SJ大于预设指数阈值，则表明无人机航行损耗严重，生成损耗养护信号；以提醒管理员对无人机进行检修养护工作。
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101963806A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-02-02 | 农业部南京农业机械化研究所 | 基于gps导航的无人机施药作业自动控制系统及方法 |
| CN104850132A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-08-19 | 中电科（德阳广汉）特种飞机系统工程有限公司 | 一种多任务载荷管理装置及方法 |
| CN105599900A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-05-25 | 清华大学合肥公共安全研究院 | 基于多旋翼无人机的荷载低空定位投掷方法 |
| CN110488873A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-11-22 | 怀化学院 | 一种植保无人机作业航线规划方法及系统 |
| WO2021135336A1 (zh) * | 2020-05-06 | 2021-07-08 | 农业农村部南京农业机械化研究所 | 一种植保无人飞机集群作业任务分配方法和装置 |
| CN214451858U (zh) * | 2021-04-12 | 2021-10-22 | 重庆保绿丰生物科技有限公司 | 用于植保无人机释放花绒寄甲昆虫的装置 |
| CN114966699A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-30 | 安徽科创中光科技股份有限公司 | 基于车载雷达运动监测的定点监测系统 |
| CN115390527A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-25 | 安徽科瑞思创晶体材料有限责任公司 | 一种晶体生长用智能控制系统 |
| CN115802562A (zh) * | 2022-12-10 | 2023-03-14 | 安徽世林照明股份有限公司 | 一种led吸顶灯的光照强度自适应调节系统 |
| CN115829452A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-03-21 | 仓擎智能科技(上海)有限公司 | 基于健康驿站运输车的物联网远程控制系统 |
| CN115953719A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-04-11 | 南昌交通学院 | 一种多目标识别的计算机图像处理系统 |
| WO2023077341A1 (zh) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 无人机的返航方法、装置、无人机、遥控设备、系统及存储介质 |
| CN116148911A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-05-23 | 上海动力天成智能科技有限公司 | 一种基于船舶自动识别的综合态势显示系统 |
| CN116360440A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-30 | 上海动力天成智能科技有限公司 | 无人船地面站交互系统 |
-
2023
- 2023-06-19 CN CN202310725498.7A patent/CN116483128B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101963806A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-02-02 | 农业部南京农业机械化研究所 | 基于gps导航的无人机施药作业自动控制系统及方法 |
| CN104850132A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-08-19 | 中电科（德阳广汉）特种飞机系统工程有限公司 | 一种多任务载荷管理装置及方法 |
| CN105599900A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-05-25 | 清华大学合肥公共安全研究院 | 基于多旋翼无人机的荷载低空定位投掷方法 |
| CN110488873A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-11-22 | 怀化学院 | 一种植保无人机作业航线规划方法及系统 |
| WO2021135336A1 (zh) * | 2020-05-06 | 2021-07-08 | 农业农村部南京农业机械化研究所 | 一种植保无人飞机集群作业任务分配方法和装置 |
| CN214451858U (zh) * | 2021-04-12 | 2021-10-22 | 重庆保绿丰生物科技有限公司 | 用于植保无人机释放花绒寄甲昆虫的装置 |
| WO2023077341A1 (zh) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 无人机的返航方法、装置、无人机、遥控设备、系统及存储介质 |
| CN114966699A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-30 | 安徽科创中光科技股份有限公司 | 基于车载雷达运动监测的定点监测系统 |
| CN115390527A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-25 | 安徽科瑞思创晶体材料有限责任公司 | 一种晶体生长用智能控制系统 |
| CN115829452A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-03-21 | 仓擎智能科技(上海)有限公司 | 基于健康驿站运输车的物联网远程控制系统 |
| CN115802562A (zh) * | 2022-12-10 | 2023-03-14 | 安徽世林照明股份有限公司 | 一种led吸顶灯的光照强度自适应调节系统 |
| CN115953719A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-04-11 | 南昌交通学院 | 一种多目标识别的计算机图像处理系统 |
| CN116148911A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-05-23 | 上海动力天成智能科技有限公司 | 一种基于船舶自动识别的综合态势显示系统 |
| CN116360440A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-30 | 上海动力天成智能科技有限公司 | 无人船地面站交互系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 多无人机的协同任务路线规划;王红霞;张朋;;电子世界(21);全文 * |
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|---|---|
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