CN205121347U - 一种农用植保无人机播撒控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种农用植保无人机播撒控制系统，由机载子系统和地面站子系统两部分组成，机载子系统包括机载GPS天线(1)，机载相对高度探测器(2)，机载障碍探测器(3)、机载数据回传和接收系统(4)，地面站子系统包括地面站地理信息系统(5)、地面站飞行任务规划和飞行控制系统(6)、地面站指令接收和发送系统(7)。本实用新型的系统把目前需要机载飞控的工作集中转移至地面，而空中控制部分只负责增稳和障碍物探测，把大量的路径计算和飞行控制运算交给地面统一管理和控制，大大减小了机载系统的重量，减少了无人机研制的难度，有效地满足了多种无人机运行的要求。

Description

一种农用植保无人机播撒控制系统

技术领域

本实用新型属于农业无人机技术领域，具体涉及一种农用植保无人机播撒控制系统。

背景技术

植保无人机，是一种用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，一般由飞行平台、GPS飞控和喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。可负载8-10公斤农药，在低空喷洒农药，其喷洒效率是传统人工操作的30倍，同时也不会造成农药残留和污染，有效保护农业操作人员。

现有植保无人机播撒控制系统，不仅在无人机上设有接收GPS信息和探测无人机高度，检测周围障碍物信息的单元，无人机上还设有装载了大量农药的喷洒设备，还需要设有无人机的飞行控制系统，大量数据存储与飞行数据计算的设备，和与地面控制台进行通信的单元。这就大大加重了无人机的负担，使得现有的植保无人机重量很大，设计无人机时还对其飞行控制系统的设计具有严格要求。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出了一种农用植保无人机播撒控制系统，应用了卫星、空地传输和地面预存地理信息并实施集中式飞行控制，把目前需要机载飞控的工作集中转移至地面，而空中控制部分只负责增稳和障碍物探测，把大量的路径计算和飞行控制运算交给地面统一管理和控制，既适合无人机单机运行，也适合无人机多机分时和同时作业，有效地满足了多种无人机运行的要求。

考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种农用植保无人机播撒控制系统，由机载子系统和地面站子系统两部分组成，机载子系统包括机载GPS天线(1)，机载相对高度探测器(2)，机载障碍探测器(3)、机载数据回传和接收系统(4)，地面站子系统包括地面站地理信息系统(5)、地面站飞行任务规划和飞行控制系统(6)、地面站指令接收和发送系统(7)；

所述机载GPS天线(1)，与GPS卫星系统通信，接收GPS信号，获得农用植保无人机的水平坐标和高度坐标；

所述机载相对高度探测器(2)，采用声纳和光流探测，用于探测农用植保无人机相对于地面的高度；

所述机载障碍探测器(3)，用于探测农用植保无人机周围的障碍物，包括静止物体和运动的障碍物；

所述机载数据回传和接收系统(4)，用于将所述机载GPS天线(1)、机载相对高度探测器(2)和机载障碍探测器(3)获得的数据，回传到地面站子系统，同时还能接收地面站子系统发来的飞行控制和播撒指令；

所述地面站地理信息系统(5)，用来存储农田地块的坐标、植被类型、植被相对地面高度、障碍物信息；

所述地面站飞行任务规划和飞行控制系统(6)，根据接收到的所述机载数据回传和接收系统(4)发来的数据，并结合所述地面站地理信息系统(5)中存储的信息，预先规划农用植保无人机的飞行路线，并形成控制指令，控制农用植保无人机的飞行和播撒作业；并且，根据临时收到的农用植保无人机周围障碍物信息，发出紧急避障指令用于紧急避障作业；

所述地面站指令接收和发送系统(7)，用于机载子系统发来的数据，并将飞行控制指令发送到农用植保无人机。

本实用新型的一种农用植保无人机播撒控制系统，大大减小了机载系统的重量，无人机只是用于确定自己方位并探知周围的情况，而向哪里飞行，什么时候喷药，什么时候升高或降低(地形跟随，保持有效喷洒高度，以及避障)，都由地面站统一处理，还有效地减少了无人机研制的难度。

附图说明

图1为农用植保无人机播撒控制系统整体结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见附图1，本实用新型的一种农用植保无人机播撒控制系统，由机载子系统和地面站子系统两部分组成，机载子系统包括机载GPS天线(1)，机载相对高度探测器(2)，机载障碍探测器(3)、机载数据回传和接收系统(4)，地面站子系统包括地面站地理信息系统(5)、地面站飞行任务规划和飞行控制系统(6)、地面站指令接收和发送系统(7)；

所述机载GPS天线(1)，与GPS卫星系统通信，接收GPS信号，获得农用植保无人机的水平坐标和高度坐标；

所述机载相对高度探测器(2)，采用声纳和光流探测，用于探测农用植保无人机相对于地面的高度；

所述机载障碍探测器(3)，用于探测农用植保无人机周围的障碍物，包括静止物体和运动的障碍物；

所述机载数据回传和接收系统(4)，用于将所述机载GPS天线(1)、机载相对高度探测器(2)和机载障碍探测器(3)获得的数据，回传到地面站子系统，同时还能接收地面站子系统发来的飞行控制和播撒指令；

所述地面站地理信息系统(5)，用来存储农田地块的坐标、植被类型、植被相对地面高度、障碍物信息；

所述地面站飞行任务规划和飞行控制系统(6)，根据接收到的所述机载数据回传和接收系统(4)发来的数据，并结合所述地面站地理信息系统(5)中存储的信息，预先规划农用植保无人机的飞行路线，并形成控制指令，控制农用植保无人机的飞行和播撒作业；并且，根据临时收到的农用植保无人机周围障碍物信息，发出紧急避障指令用于紧急避障作业；

所述地面站指令接收和发送系统(7)，用于机载子系统发来的数据，并将飞行控制指令发送到农用植保无人机。

农用植保无人机飞行过程中，通过机载GPS天线(1)，获得自己的水平坐标和高度坐标，并通过机载相对高度探测器(2)，获得自己相对于地面的相对高度，同时，还通过机载障碍探测器(3)，探测到周围(前进方向或者飞过来的)障碍物，将这些信息，连同飞机的其他信息(如药量、速度、油量、电量等)，通过机载数据回传和接收系统(4)，下行到地面站的地面站指令接收和发送系统(7)。地面站指令接收和发送系统(7)将收到的信息，传递给地面站飞行任务规划和飞行控制系统(6)，在地面站地理信息系统(5)中比对农用植保无人机当前情况，形成飞行控制质量和播撒指令，再通过地面站指令接收和发送系统(7)发送到机载数据回传和接收系统(4)。最终，机载数据回传和接收系统(4)将接收到的指令传递给飞机，控制农用植保无人机飞行并控制农药播撒。

Claims (1)

1.一种农用植保无人机播撒控制系统，由机载子系统和地面站子系统两部分组成，机载子系统包括机载GPS天线(1)，机载相对高度探测器(2)，机载障碍探测器(3)、机载数据回传和接收系统(4)，地面站子系统包括地面站地理信息系统(5)、地面站飞行任务规划和飞行控制系统(6)、地面站指令接收和发送系统(7)；

所述机载GPS天线(1)，与GPS卫星系统通信，接收GPS信号，获得农用植保无人机的水平坐标和高度坐标；

所述机载相对高度探测器(2)，采用声纳和光流探测，用于探测农用植保无人机相对于地面的高度；

所述机载障碍探测器(3)，用于探测农用植保无人机周围的障碍物，包括静止物体和运动的障碍物；

所述机载数据回传和接收系统(4)，用于将所述机载GPS天线(1)、机载相对高度探测器(2)和机载障碍探测器(3)获得的数据，回传到地面站子系统，同时还能接收地面站子系统发来的飞行控制和播撒指令；

所述地面站地理信息系统(5)，用来存储农田地块的坐标、植被类型、植被相对地面高度、障碍物信息；

所述地面站飞行任务规划和飞行控制系统(6)，根据接收到的所述机载数据回传和接收系统(4)发来的数据，并结合所述地面站地理信息系统(5)中存储的信息，预先规划农用植保无人机的飞行路线，并形成控制指令，控制农用植保无人机的飞行和播撒作业；并且，根据临时收到的农用植保无人机周围障碍物信息，发出紧急避障指令用于紧急避障作业；

所述地面站指令接收和发送系统(7)，用于机载子系统发来的数据，并将飞行控制指令发送到农用植保无人机。