CN207281596U

CN207281596U - 一种基于差分gnss导航定位的植保无人机

Info

Publication number: CN207281596U
Application number: CN201720664399.2U
Authority: CN
Inventors: 孟朋飞; 张书毕; 卞和方; 杨化超; 孙嗣文
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-04-27
Anticipated expiration: 2027-06-09

Abstract

本实用新型空开了一种基于差分GNSS导航定位的植保无人机，包括机载系统、地面控制系统和遥控装置，机载系统包括飞控系统、动力系统、差分GNSS流动站和喷洒系统，地面控制系统包括地面站和差分GNSS基准站，飞控系统与动力系统、差分GNSS流动站以及喷洒系统之间分别通过电连接；差分GNSS流动站和差分GNSS基准站之间无线连接，飞控系统和地面站之间无线连接，飞控系统和遥控装置无线连接,植保无人机安装有差分GNSS系统后，定位精度可以达到厘米级，可以用地面站规划航线飞行来代替由飞控手实时操作飞行，从而节省了大量的人力物力，对喷洒区域的安排也更合理化、系统化，减少了药物的浪费，节省了成本。

Description

一种基于差分GNSS导航定位的植保无人机

技术领域

本实用新型涉及到植保无人机领域，尤其是一种基于差分GNSS定位导航的植保无人机。

背景技术

植保无人机是无人机中一种用于农林保护的新型植保设备。一种遥控式农业喷药小飞机，在低空喷洒农药，每分钟可完成一亩地的作业。其喷洒效率是传统人工的30倍。操作手通过地面遥控器及GPS定位对其实施控制，其旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，同时远距离操控施药大大提高了农药喷洒的安全性。

它主要由地面控制系统和机载系统组成，两系统之间通过无线通讯模块进行连接，差分基站通过无线网络与搭载于载机上的差分GNSS移动站进行通信。目前植保无人机已经广泛应用于农田植保当中，但并没有达到全面推广的阶段，因为现阶段植保机的定位精度较低，一架植保机需要跟随一个飞控手进行操控，对于飞控手来说劳动强度大，容易造成喷洒不均匀，引起药物浪费。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种带有差分GNSS系统的植保无人机，具体方案如下：

一种基于差分GNSS导航定位的植保无人机，包括机载系统、地面控制系统和遥控装置，所述机载系统包括飞控系统、动力系统、差分GNSS流动站和喷洒系统，地面控制系统包括地面站和差分GNSS基准站，所述飞控系统与动力系统、差分GNSS流动站以及喷洒系统之间分别通过电连接；所述差分GNSS流动站和差分GNSS基准站之间无线连接，飞控系统和地面站之间无线连接，飞控系统和遥控装置无线连接。

进一步所述差分GNSS基准站包括MBT模块a、双频天线a、TIL板a和RS232接口。

进一步所述差分GNSS流动站包括MBT模块b、双频天线b、TIL板b和转接板。

进一步所述飞控系统连接有安装在载机上的陀螺仪、加速度计、气压计、磁罗盘、红外线传感器、超声波传感器、光流传感器和激光传感器。

进一步所述动力系统包括电机、电池和电子调速器，所述电机和电池通过电子调速器与飞控系统电连接。

更进一步所述喷洒系统包括药箱、喷头、喷雾控制器、液泵、过滤头和管路，所述药箱通过管路与喷头连接，管路与喷头的连接端设有滤头，管路上连接有液泵，液泵与喷雾控制器电连接，喷雾控制器与飞控系统电连接。。

和现有技术相比较，本实用新型具有的优点如下：

植保无人机安装差分GNSS系统后，定位精度可以达到厘米级，可以用地面站规划航线飞行来代替由飞控手实时操作飞行，而飞控手只需要在植保机飞行作业时遇到紧急情况进行紧急应变来规避风险。从而节省了大量的人力物力，对喷洒区域的安排也更合理化、系统化，减少了药物的浪费，节省了成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

附图标记：1-机载系统；2-地面控制系统；3-遥控装置；4-飞控系统；5-动力系统；6-差分GNSS流动站；7-差分GNSS基准站；8-喷洒系统；9-MBT模块a；91-MBT模块b；10-TIL板a；101-双频天线b；11-TIL板a；111-TIL板b；12- RS232接口；13-转接板；14-陀螺仪；15-加速度计；16-气压计；17-磁罗盘；18-红外线传感器；19-超声波传感器；20-光流传感器；21-激光传感器；22-电机；23-电池；24-电子调速器；25-药箱；26-喷头；27-喷雾控制器；28-液泵；29-过滤头；30-管路；31-地面站。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种基于差分GNSS导航定位的植保无人机，包括机载系统1、地面控制系统2和遥控装置3，所述机载系统1包括飞控系统4、动力系统5、差分GNSS流动站6和喷洒系统8，飞控系统4和遥控装置3无线连接，机载系统1中最核心的部分是飞控系统4，在无人机的运行中起到大脑控制的作用；地面控制系统2包括地面站31和差分GNSS基准站7，可以使用普通的笔记本作为地面控制系统2；所述飞控系统4与动力系统5、差分GNSS流动站6以及喷洒系统8之间分别通过电连接；所述差分GNSS流动站6和差分GNSS基准站7之间无线连接，飞控系统4和地面站31之间无线连接，我们现在选用的无线通讯链路是433MHz的数传电台，地面控制系统2将需要发送的指令通过无线网络传播发给飞控系统4，飞控系统4接收到指令后执行命令，飞控系统4再将反馈的信息通过无线网络发送给地面站31，主要包含植保无人机实时的飞行姿态、速度、飞行高度、飞行时间等信息，由地面站31进行实时监控，并且通过地面站31对植保无人机进行航线设定，来规划药物喷洒区域的航线。

所述差分GNSS基准站7包括MBT模块a9、双频天线a10、TIL板a11和RS232接口12。所述差分GNSS流动站6包括MBT模块b91、双频天线b101、TIL板b111和转接板13。差分GNSS流动站6 通过无线网络与差分GNSS基准站7进行连接，差分GNSS基准站7将载波信号与基准站位置信息通过无线网络发送给差分GNSS流动站6，差分GNSS流动站6将接收到的来自卫星的载波信号与差分GNSS基准站7的传送来的信号组成相位差分进行实时处理，然后将处理后得来的位置信息传送给植保无人机的飞控系统4。

所述飞控系统4连接有安装在载机上的陀螺仪14、加速度计15、气压计16、磁罗盘17、红外线传感器18、超声波传感器19、光流传感器20和激光传感器21。

所述动力系统5包括电机22、电池23和电子调速器24，所述电机22和电池23通过电子调速器24与飞控系统4电连接。

所述喷洒系统8包括药箱25、喷头26、喷雾控制器27、液泵28、过滤头29和管路30，所述药箱25通过管路30与喷头26连接，管路30与喷头26的连接端设有滤头29，管路30上连接有液泵28，液泵28与喷雾控制器27电连接，喷雾控制器27与飞控系统4电连接。喷头26固定在无人机的起落架机身外侧边缘，喷雾控制器27根据飞控系统4中的飞行速度进行自我调节控制，来达到最优的雾化标准，从而节省了大量的人力物力，对喷洒区域的安排也更合理化、系统化，减少了药物的浪费，节省了成本。

上述所描述的实施方法为本实用新型的实施方式，本实用新型并不限定为此方法，对于在不脱离本实用新型构思方法的前提下以相似手段实现本实用新型目的方法，都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于差分GNSS导航定位的植保无人机，包括机载系统、地面控制系统和遥控装置，其特征在于，所述机载系统包括飞控系统、动力系统、差分GNSS流动站和喷洒系统，地面控制系统包括地面站和差分GNSS基准站，所述飞控系统与动力系统、差分GNSS流动站以及喷洒系统之间分别通过电连接；所述差分GNSS流动站和差分GNSS基准站之间无线连接，飞控系统和地面站之间无线连接，飞控系统和遥控装置无线连接。

2.根据权利要求1所述基于差分GNSS导航定位的植保无人机，其特征在于，所述差分GNSS基准站包括MBT模块a、双频天线a、TIL板a和RS232接口。

3.根据权利要求1所述基于差分GNSS导航定位的植保无人机，其特征在于，所述差分GNSS流动站包括MBT模块b、双频天线b、TIL板b和转接板。

4.根据权利要求1所述基于差分GNSS导航定位的植保无人机，其特征在于，所述飞控系统连接有安装在载机上的陀螺仪、加速度计、气压计、磁罗盘、红外线传感器、超声波传感器、光流传感器和激光传感器。

5.根据权利要求1所述基于差分GNSS导航定位的植保无人机，其特征在于，所述动力系统包括电机、电池和电子调速器，所述电机和电池通过电子调速器与飞控系统电连接。

6.根据权利要求1所述基于差分GNSS导航定位的植保无人机，其特征在于，所述喷洒系统包括药箱、喷头、喷雾控制器、液泵、过滤头和管路，所述药箱通过管路与喷头连接，管路与喷头的连接端设有滤头，管路上连接有液泵，液泵与喷雾控制器电连接，喷雾控制器与飞控系统电连接。