CN207424684U - 一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，包括第一处理单元、与第一处理单元实现信息交互的第二处理单元和为第一处理单元、第二处理单元供电的电源模块，第一处理单元包括操控无人机飞行的左摇杆和右摇杆、无线信号发射模块、根据遥杆信号向无线信号发射模块传输飞行控制命令的第一控制器，第二处理单元包括无人机数据链模块、用于存储作业农田的地理位置信息和作业任务的存储器、用于信号收发的无线通信模块、液晶屏驱动器和第二控制器，无人机数据链模块、存储器、第二无线通信模块、液晶屏驱动器均连接在第二控制器上。其降低了无人机植保作业对操作人员的操作技能要求，提高了植保无人机的安全性和植保作业的效率。

Description

一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置。

背景技术

中国作为农业大国，每年大约有18亿亩的农田需要进行农业植保作业。传统的人工喷洒农药的方式，不仅给喷药人带来身体危害，严重的甚至造成农药中毒；同时因喷洒的不均匀，也容易造成农产品的农药残留和污染。近年来随着电动多旋翼无人机技术的日趋成熟，在农业植保领域得到了广泛的应用。电动多旋翼植保无人机，机体小而功能强大，在2～4米的低空喷洒农药，大约每分钟可完成一亩地的作业，每小时可防治40～60亩。使用多旋翼植保无人机进行农药喷洒，不仅可以极大的提高喷洒效率；同时远距离遥控操作也能减小农药对喷洒人员的危害。另外电动无人直升机喷雾喷洒技术，可以节约大约50％的农药使用量和90％的用水量，同时产生的向下气流也有助于增加雾流对穿透性，增强防治效果。

随着中国城市化进程的加快，农村青壮年劳动力逐渐变得稀缺，农业人力成本日益增加。植保无人机农药喷洒技术可远距离遥控操作，避免作业人员暴露于农药的危险，同时极大的提高作业效率。有专家预计到2020年，中国植保无人机需求量是10万架，无人机植保从业人员需求量是40万人。

目前，国内主流厂商的电动多旋翼植保无人机，都采用地面遥控装置操作无人机进行植保作业。1架植保无人机配置1台地面站遥控装置，作业人员通过地面站遥控装置来远程遥控无人机进行农药喷洒。电动多旋翼植保无人机的有效载荷10公斤左右，单架次续航时间一般10分钟左右。

现有的无人机地面遥控装置结构如图1所示，包括控制器MCU、连接在控制器上的左摇杆、右摇杆、无线信号接收模块、电源模块、外部数据接口、功能按键、蜂鸣器和状态指示器。采用该结构，其存在以下问题：

1、无人机的操作需要依赖地面人员操作摇杆实现，所以要求操作人员需要持有相应无人机操作证，才能操控无人机，一台地面装置只能控制一台无人机，作业效率低。而由于单架次的无人机续航时间只有10分钟左右，所以花费在更换电池、装药液的时间较长，影响作业效率的提高。

2、人为操控无人机，误操作风险大，容易出现事故。无人机的操作要求操作人员的注意力高度集中，稍有疏忽就可能出现坠机的事故，所以人为操作的风险极大。而一架植保无人机的稍微便宜的价格都在万元左右，因此坠机的成本相对还是很高的。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，包括第一处理单元、与第一处理单元实现信息交互的第二处理单元和为第一处理单元、第二处理单元供电的电源模块，所述第一处理单元包括操控无人机飞行的左摇杆和右摇杆、向无人机发送控制信号的无线信号发射模块、根据左摇杆和右摇杆的遥杆信号向无线信号发射模块传输飞行控制命令的第一控制器，所述第二处理单元包括无人机数据链模块、用于存储作业农田的地理位置信息和作业任务的存储器、用于信号收发的无线通信模块、实现用户交互的液晶屏驱动器和第二控制器，所述无人机数据链模块、存储器、第二无线通信模块、液晶屏驱动器均连接在第二控制器上。

采用本方案的无人机结构地面遥控装置，第二处理单元的无人机数据链模块可实现与外部设备譬如植保无人机、测绘装置实现无线组网，地面遥控装置可通过其获取和存储植保无人机、测绘装置的作业农田的地理位置信息并规划出无人机作业的任务路线后，将任务路线通过无人机数据链模块下发给参与作业的植保无人机，植保无人机根据各自收到的飞行任务开始全自主的植保作业。第一处理单元为保留手动遥控植保无人机的功能提供硬件基础。左摇杆、右摇杆产生的无人机油门、航向信号经第一控制器处理后，通过第一无线信号接收模块发送给植保无人机飞控来控制植保无人机的飞行。采用该装置，可根据测绘得到的作业农田的地理位置信息规划出无人机作业的任务路线实现自助飞行，整个过程，地面操作人员只需要检查确认配置信息，在无人机的飞行过程中，不需要人为干预，因此排除了人为操作的隐患，提高了植保无人机的安全性；可同时实现多台植保无人机的任务规划和实时监控，提高植保作业的效率。将测绘得到的作业农田的地理位置信息和规划的任务路线上传服务器，可在下次作业时从服务器加载测绘数据，不用重复测绘，提高作业效率。

作为优选，所述第二控制器上连接有显示器。

作为优选，还包括为第一处理单元、第二处理单元供电的电源模块，所述电源模块包括DC-DC降压电路和LDO供电电路。

作为优选，所述无人机数据链模块为840M频段无人机数据链模块。

作为优选，所述第一处理单元、第二处理单元上均连接有外部接口。

进一步的，所述外部接口包括JTAG、UART、USB、I2C、MIPI/CTP接口中至少一种。

作为优选，所述无线信号发射模块为2.4G频段无线收发器。

作为优选，所述无线通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、2G模块、EDGE模块、WCDMA模块、TDS模块、LTE模块中至少一种。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、采用本实用新型的无人机地面控制装置，通过测绘得到的作业农田的地理位置信息进而规划自动规划出无人机的作业任务路线，无人机的飞行过程中，不需要人为干预，因此排除了人为操作的隐患，提高了植保无人机的安全性。

2、采用本实用新型的无人机地面控制装置，通过无人机数据链模块实现组网，可同时实现多台植保无人机的任务规划和实时监控，提高植保作业的效率。

3、采用本实用新型的无人机地面控制装置，将测绘得到的作业农田的地理位置信息和规划的任务路线上传服务器，可在下次作业时从服务器加载测绘数据，不用重复测绘，提高作业效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。

图1为现有无人机地面遥控装置的原理框图。

图2为本实用新型的无人机地面遥控装置的原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图2所示的一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，包括第一处理单元、与第一处理单元实现信息交互的第二处理单元和为第一处理单元、第二处理单元供电的电源模块。第一处理单元包括操控无人机飞行的左摇杆和右摇杆、向无人机发送控制信号的无线信号发射模块、根据左摇杆和右摇杆的遥杆信号向无线信号发射模块传输飞行控制命令的第一控制器，所述第二处理单元包括无人机数据链模块、用于存储作业农田的地理位置信息和作业任务的存储器、用于信号收发的无线通信模块、实现用户交互的液晶屏驱动器和第二控制器，所述无人机数据链模块、存储器、第二无线通信模块、液晶屏驱动器均连接在第二控制器上。存储器为存储作业农田的地理位置信息和任务路线提供硬件基础，无人机数据链模块为与外部设备实现组网提供硬件基础，无线通信模块为与外部设备通信提供硬件基础。

实施例2

基于实施例1的原理，本实施例在上述实施例硬件结构的基础上进行具体优化。

如图2所示，为了便于操控和状态观测，第二控制器上连接有显示器，显示器采用电容触屏LCD，其通过24bit color TFT LCD MIPI/CTP接口与第二控制器相连。无人机数据链模块为840M频段无人机数据链模块。无线通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、2G模块、EDGE模块、WCDMA模块、TDS模块、LTE模块中至少一种。

第一处理单元的无线信号发射模块为2.4G频段无线收发器，第一控制器上连接蜂鸣器、状态指示灯、功能按键等辅助设备。

第一处理单元、第二处理单元上均连接有外部接口，外部接口可以是JTAG、UART、USB、I2C、MIPI/CTP接口中至少一种。

第一处理单元、第二处理单元采用采用电源模块供电，电源模块包括DC-DC降压电路和LDO供电电路。LDO供电电路即低压差线性稳压供电电路，采用该电路，其成本低，噪音低，静态电流小，保证第一处理单元、第二处理单元工作的稳定性。

采用该实施例的硬件结构，通过移动互联网或者WiFi将存储的测绘数据上传到后台服务器上保存。待下次作业时，便不需要再次测绘作业农田的地理位置信息，而直接从后台服务加载，根据作业要求规划出无人机的飞行路线。这样便省去了对作业农田的重复测绘时间，从而进一步提高了无人机植保作业的效率。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，其特征在于，包括第一处理单元、与第一处理单元实现信息交互的第二处理单元和为第一处理单元、第二处理单元供电的电源模块，所述第一处理单元包括操控无人机飞行的左摇杆和右摇杆、向无人机发送控制信号的无线信号发射模块、根据左摇杆和右摇杆的遥杆信号向无线信号发射模块传输飞行控制命令的第一控制器，所述第二处理单元包括无人机数据链模块、用于存储作业农田的地理位置信息和作业任务的存储器、用于信号收发的无线通信模块、实现用户交互的液晶屏驱动器和第二控制器，所述无人机数据链模块、存储器、第二无线通信模块、液晶屏驱动器均连接在第二控制器上。

2.根据权利要求1所述的一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，其特征在于，所述第二控制器上连接有显示器。

3.根据权利要求1所述的一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，其特征在于，还包括为第一处理单元、第二处理单元供电的电源模块，所述电源模块包括DC-DC降压电路和LDO供电电路。

4.根据权利要求1所述的一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，其特征在于，所述无人机数据链模块为840M频段无人机数据链模块。

5.根据权利要求1所述的一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，其特征在于，所述第一处理单元、第二处理单元上均连接有外部接口。

6.根据权利要求5所述的一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，其特征在于，所述外部接口包括JTAG、UART、USB、I2C、MIPI/CTP接口中至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，其特征在于，所述无线信号发射模块为2.4G频段无线收发器。

8.根据权利要求1所述的一种用于农业植保作业的无人机地面遥控装置，其特征在于，所述无线通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、2G模块、EDGE模块、WCDMA模块、TDS模块、LTE模块中至少一种。