CN209070371U - 植保无人机精准作业系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种植保无人机精准作业系统，包括通信连接的云服务器、地面控制终端及至少一个植保无人机，地面控制终端包括获取模块、航线生成模块及控制模块；根据当前的植保作业需求，云服务器用于将预置的与植保作业需求对应的地块边界数据及地块障碍物数据发送至获取模块；获取模块用于将接收到的地块边界数据及地块障碍物数据发送至航线生成模块；航线生成模块用于根据预设的航线设置规则，基于地块边界数据及地块障碍物数据设置航线信息，并将航线信息发送至控制模块；植保无人机用于根据控制模块接收到的航线信息进行植保作业。本实用新型可以提升无人机植保作业的喷施准确性，避免农药、化肥等资源的浪费。

Description

植保无人机精准作业系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及植保无人机精准作业系统。

背景技术

随着无人机行业的发展，其应用领域越来越广，植保无人机，主要用于农林植物保护方面的作业，例如通过植保无人机进行喷施作业，如药物、粉剂的喷洒等。

目前，植保无人机作业时，普遍是由人工通过地面站手动控制无人机飞行来对地块进行喷施作业，也有一些地面站根据现有的商业地图设置无人机的飞行航线，植保无人机根据设置好的飞行航线执行喷施作业；存在的问题有：人工控制时，由于存在视觉误差等干扰，操作人员无法精准地把控无人机对作业地块边界处的喷施作业，而商业地图由于与田间实际地形不完全一致，地面站生成航线时不能精准的识别出作业地块实际的准确边界及田间障碍物，以上均会导致植保无人机喷施作业效果不理想，还会浪费农药、化肥等资源。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种植保无人机精准作业系统，旨在实现地面站基于预置的与作业地块匹配的边界信息及田间障碍物信息，设置精准的植保无人机喷施作业航线，由此提升了无人机植保作业的喷施准确性，避免了农药、化肥等资源的浪费。

为实现上述目的，本实用新型提供一种植保无人机精准作业系统，包括通信连接的云服务器、地面控制终端及至少一个植保无人机，所述地面控制终端包括获取模块、航线生成模块及控制模块；

所述云服务器，用于将预置的与当前植保作业需求对应的地块边界数据及地块障碍物数据发送至所述获取模块；

所述获取模块，用于将接收到的所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块；

所述航线生成模块，用于根据预设的航线设置规则，基于所述地块边界数据及所述地块障碍物数据设置航线信息，并将所述航线信息发送至所述控制模块；

所述植保无人机，用于根据所述控制模块接收到的所述航线信息进行植保作业。

可选地，所述获取模块包括识别单元和调用单元，所述植保作业需求包括需植保地块；

所述识别单元，用于基于当前的植保作业需求，获取所述需植保地块对应的地块标记信息；所述地块标记信息包括以下至少之一：地块编号、地块名称、地块预设点的坐标；

所述调用单元，用于根据所述地块标记信息，从所述云服务器中调用预置的与所述地块标记信息对应的地块边界数据及地块障碍物数据，并将所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块。

可选地，所述植保无人机精准作业系统还包括测绘无人机及影像处理模块；

所述测绘无人机，用于根据接收到的针对目标地块的测绘指令，对所述目标地块进行航测，并将航测得到的影像数据发送至所述影像处理模块；所述目标地块包括所述需植保地块；

所述影像处理模块，用于接收所述影像数据，并将按预设的影像处理规则处理后的影像数据发送至所述云服务器；所述处理后的影像数据包括与所述地块标记信息对应的所述地块边界数据及所述地块障碍物数据。

可选地，所述影像处理模块包括影像拼接单元及编辑单元；

所述影像拼接单元，用于接收所述影像数据，并将按预设的拼接规则拼接后的影像数据发送至所述编辑单元；

所述编辑单元，用于基于预设条件，对所述拼接后的影像数据编辑地块边界数据及地块障碍物数据，并将编辑后的影像数据发送至所述云服务器。

可选地，所述测绘无人机搭载用于航测的多通道多光谱航空测量相机。

可选地，所述影像拼接单元包括三维拼接子单元及转换子单元；

所述三维拼接子单元用于接收所述影像数据，并将所述影像数据拼接为三维立体影像数据后输出所述三维立体影像数据至所述编辑单元，或输出所述三维立体影像数据至所述转换子单元；

所述转换子单元，用于将接收到的所述三维立体影像数据转换为二维正射影像数据后输出所述二维正射影像数据至所述编辑单元。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型植保无人机精准作业系统包括通信连接的云服务器、地面控制终端及至少一个植保无人机，所述地面控制终端包括获取模块、航线生成模块及控制模块；当有植保作业需求时，所述云服务器将预置的与所述植保作业需求对应的地块边界数据及地块障碍物数据发送至所述获取模块，所述获取模块将接收到的所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块；所述航线生成模块基于所述地块边界数据及所述地块障碍物数据，根据预设的航线设置规则，设置植保无人机的作业航线信息并发送所述航线信息至控制模块，所述植保无人机根据控制模块接收到的所述航线信息进行植保作业；由此解决了人工控制植保无人机作业时，操作人员无法精准地把控无人机对作业地块边界处的喷施作业的问题，解决了地面站根据商业地图生成航线时不能精准的识别出作业地块的边界及田间障碍物导致的喷施作业效果不理想，浪费农药、化肥等资源的问题，本实用新型实现了地面控制终端根据预置的与作业地块匹配的准确边界信息及田间障碍物信息，设置精准的植保无人机喷施作业航线供无人机执行植保作业，由此提升了无人机植保作业的喷施准确性，避免了农药、化肥等资源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型植保无人机精准作业系统一优选实施例结构示意图。

图标：10、云服务器；20、地面控制终端；21、获取模块；22、航线生成模块；23、控制模块；30、植保无人机；40、测绘无人机；50、影像处理模块；51、影像拼接单元；52、编辑单元。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提出一种植保无人机精准作业系统。

参照图1，图1为本实用新型提出的植保无人机精准作业系统一优选实施例结构示意图。

本实用新型提出的植保无人机精准作业系统，包括通信连接的云服务器10、地面控制终端20及至少一个植保无人机30，所述地面控制终端20包括获取模块21、航线生成模块22及控制模块23；

所述云服务器10，用于将预置的与当前植保作业需求对应的地块边界数据及地块障碍物数据发送至所述获取模块21；

所述获取模块21，用于将接收到的所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块22；

所述航线生成模块22，用于根据预设的航线设置规则，基于所述地块边界数据及所述地块障碍物数据设置航线信息，并将所述航线信息发送至所述控制模块23；

所述植保无人机30，用于根据所述控制模块23接收到的所述航线信息进行植保作业。

植保无人机作业时，现有技术中，普遍是由人工通过地面站手动控制无人机飞行来对地块进行喷施作业，也有一些地面站根据现有的商业地图设置无人机的飞行航线，植保无人机根据设置好的飞行航线执行喷施作业；存在的问题有：人工控制时，由于存在视觉误差等干扰，操作人员无法精准地把控无人机对作业地块边界处的喷施作业，而商业地图由于与田间实际地形不完全一致，地面站根据商业地图生成航线时不能精准的识别出作业地块的边界及田间障碍物，以上均会导致喷施作业效果不理想，还会浪费农药、化肥等资源。

在本实施例中，植保无人机精准作业系统包括云服务器10、地面控制终端20及至少一个植保无人机30，地面控制终端20可以是地面站或安装于地面某一终端的控制应用，本实施例不做具体限制；所述地面控制终端20包括获取模块21、航线生成模块22及控制模块23；当有植保作业需求时，植保作业需求包括了需要植保的地块、地块中作物的类型、植保类型、喷施作业时间等信息，云服务器10根据当前的植保作业需求，具体是根据当前植保作业需求中的需要植保的地块，将云服务器10中预置的与当前植保作业需求中需要植保的地块对应的地块边界数据及地块障碍物数据发送至获取模块21，获取模块21将所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块22用于生成航线。

具体地，作为一种实施方式，首先，针对用户设定的植保目标区域，例如目标农场，用户根据需求，设置固定翼或多旋翼的测绘无人机40的航测高度、重叠率、航速等飞行指标后控制测绘无人机40对目标区域进行测绘，并获取目标区域的的航测影像数据，航测影像数据与目标区域的实际地形契合度更高，航测影像数据经过特定处理，例如拼接后，即可得到目标区域的地形图；进一步地，根据拼接后得到的地形图，用户可根据目标区域中植保作业的实际需求，结合目标区域实际地况，在已经拼接成功的影像上标记土地边界，标记障碍物，增加或者删除编辑折点来精准标记出需要植保的区域，可以理解的是，土地边界可以是自然地形边界，也可以是用户根据植保需求人为划分的边界，障碍物可以是田间实际的障碍物，也可以是用户标记出来不需要植保的区域；地面站规划航线时，会根据用户标记的障碍物自动避开障碍物或不需要植保的区域，由此提高了植保作业的精准性，标记完成的影像数据上传至云服务器10。

当目标区域，如目标农场中有植保作业需求时，获取模块21根据当前的植保作业需求中需要植保的地块，从云服务器10中调用，具体是从如上所述对地块的边界、田间障碍物等信息标记完成的影像数据中调用与需要植保的地块对应的地块边界数据及地块障碍物数据，并将所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块22。

所述航线生成模块22，用于根据预设的航线设置规则，基于所述地块边界数据及所述地块障碍物数据设置航线信息，并将所述航线信息发送至所述控制模块23。

本实施例中，航线生成模块22根据获取模块21发送的所述地块边界数据，避开用户标记的障碍物，根据预设的航线设置规则，生成植保无人机30作业航线，并将针对于当前植保作业需求生成的植保无人机30作业航线发送至控制模块23，航线设置规则基于实际的植保作业需求，例如根据喷洒需求量确定植保无人机30的往复次数等。

所述植保无人机30，用于根据所述控制模块23接收到的所述航线信息进行植保作业，用户设置植保无人机30飞行高度、速度，地面站控制植保无人机30根据所述航线信息进行田间的精准施药以及精准施肥。由此，通过上述植保无人机精准作业系统，解决了人工控制植保无人机作业时，操作人员无法精准地把控无人机对作业地块边界处的喷施作业的问题，解决了地面站根据商业地图生成航线时不能精准的识别出作业地块的边界及田间障碍物导致的喷施作业效果不理想，浪费农药、化肥等资源的问题，本实用新型实现了地面控制终端20根据预置的作业地块的准确边界信息及田间障碍物信息，设置精准的植保无人机30喷施作业航线供无人机执行植保作业，由此提升了无人机植保作业的喷施准确性，避免了农药、化肥等资源的浪费。

优选地，所述获取模块21包括识别单元和调用单元，所述植保作业需求包括需植保地块；

所述识别单元，用于基于当前的植保作业需求，获取所述需植保地块对应的地块标记信息；所述地块标记信息包括以下至少之一：地块编号、地块名称、地块预设点的坐标；

所述调用单元，用于根据所述地块标记信息，从所述云服务器10中调用预置的与所述地块标记信息对应的地块边界数据及地块障碍物数据，并将所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块22。

植保作业需求包括了需要植保的地块、地块中作物的类型、植保类型、喷施作业时间等信息，当有植保作业需求时，识别单元识别并获取需植保地块的特征信息，调用单元根据需植保地块的特征信息从云服务中调用与所述特征信息匹配的地块边界数据及地块障碍物数据，需植保地块的特征信息可以是地块的编号、地块的名称、地块预设点的坐标等可以区分地块的标识信息，其中，所述的地块预设点，优选地为地块的中心点，如遇到特殊情况，用户也可以根据实际需求自行设定调取点，本实施例不做具体限制。

优选地，所述植保无人机精准作业系统还包括测绘无人机40及影像处理模块50；

所述测绘无人机40，用于根据接收到的针对目标地块的测绘指令，对所述目标地块进行航测，并将航测得到的影像数据发送至所述影像处理模块50；所述目标地块包括所述需植保地块；

所述影像处理模块50，用于接收所述影像数据，并将按预设的影像处理规则处理后的影像数据发送至所述云服务器10；所述处理后的影像数据包括与所述地块标记信息对应的所述地块边界数据及所述地块障碍物数据。

本实施例中，测绘无人机40可以是固定翼或多旋翼的航测无人机，本实施例不做具体限制；针对植保目标地块，基于设置好的重叠率、高度以及速度等信息，利用测绘无人机40对其进行航测，测绘结束后，保存目标地块的航测影像，并上传目标地块的航测影像至影像处理模块50进行处理，进一步地，作为一种优选实施方式，所述影像处理模块50包括影像拼接单元51及编辑单元52；所述影像拼接单元51，用于接收所述影像数据，并将按预设的拼接规则拼接后的影像数据发送至所述编辑单元52；所述编辑单元52，用于基于预设条件，对所述拼接后的影像数据编辑地块边界数据及地块障碍物数据，并将编辑后的影像数据发送至所述云服务器10。

具体地，作为一种实施方式，用户登录拼接单元，创建项目、添加地块信息描述，设置地块所属，上传测绘无人机40航测获得的影像数据至当前项目下，用户可根据自身需求定义项目命名，描述项目信息，拼接单元根据影像数据进行航测影像拼接，拼接单元可针对多光谱、高光谱、可见光影像进行拼接，输出结果根据用户需求可以为二维正射影像或三维立体影像。

进一步地，用户根据航测拼接结果以及实际的植保作业需求，通过增加、删除编辑折点标记地块的精准边界信息、标记障碍物，用户将编辑好的具有地块及障碍物信息的航测影像文件，上传至云服务器10。当有基于植保目标地块的植保作业需求时，地面控制终端20直接从云服务器10中获取预置的用户编辑好边界及障碍物的地块边界数据及障碍物数据，结合实际作业需求生成植保无人机30的作业航线，实现了地面控制终端20根据预置的作业地块的准确边界信息及田间障碍物信息，设置精准的植保无人机30喷施作业航线供无人机执行植保作业，由此提升了无人机植保作业的喷施准确性，避免了农药、化肥等资源的浪费，实现了植保无人机30的精准作业。

优选地，所述测绘无人机40搭载有用于航测的多通道多光谱航空测量相机，提升航测结果与实际地形的契合度，有利于用户基于高度契合的航测影像精准标记植保作业区域，提升植保作业的精准性。

优选地，所述影像拼接单元51包括三维拼接子单元及转换子单元；

所述三维拼接子单元用于接收所述影像数据，并将所述影像数据拼接为三维立体影像数据后输出所述三维立体影像数据至所述编辑单元52，或输出所述三维立体影像数据至所述转换子单元；所述转换子单元，用于将接收到的所述三维立体影像数据转换为二维正射影像数据后输出所述二维正射影像数据至所述编辑单元52，作为一种实施方式，影像拼接单元51具有三维拼接子单元及转换子单元，若用户需要三维立体影像数据，则航测影像数据经过三维拼接子单元拼接后直接输出，若用户需求二维正射影像数据，则航测影像数据经过三维拼接子单元拼接后由转换子单元转换成二维正射影像数据后输出,基于高精度的影像拼接数据，地面控制终端20根据预置的作业地块的准确边界信息及田间障碍物信息，设置精准的植保无人机30喷施作业航线供无人机执行植保作业，由此提升了无人机植保作业的喷施准确性。

综上所述，本实用新型植保无人机精准作业系统解决了人工控制植保无人机作业时，操作人员无法精准地把控无人机对作业地块边界处的喷施作业的问题，解决了地面站根据商业地图生成航线时不能精准的识别出作业地块的边界及田间障碍物导致的喷施作业效果不理想，浪费农药、化肥等资源的问题，本实用新型植保无人机精准作业系统实现了地面控制终端根据预置的作业地块的准确边界信息及田间障碍物信息，设置精准的植保无人机喷施作业航线供无人机执行植保作业，由此提升了无人机植保作业的喷施准确性，节省农药、化肥等资源。

需要说明的是，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种植保无人机精准作业系统，其特征在于，包括通信连接的云服务器、地面控制终端及至少一个植保无人机，所述地面控制终端包括获取模块、航线生成模块及控制模块；

所述云服务器，用于将预置的与当前植保作业需求对应的地块边界数据及地块障碍物数据发送至所述获取模块；

所述获取模块，用于将接收到的所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块；

所述航线生成模块，用于根据预设的航线设置规则，基于所述地块边界数据及所述地块障碍物数据设置航线信息，并将所述航线信息发送至所述控制模块；

所述植保无人机，用于根据所述控制模块接收到的所述航线信息进行植保作业。

2.如权利要求1所述的植保无人机精准作业系统，其特征在于，所述获取模块包括识别单元和调用单元，所述植保作业需求包括需植保地块；

所述识别单元，用于基于当前的植保作业需求，获取所述需植保地块对应的地块标记信息；所述地块标记信息包括以下至少之一：地块编号、地块名称、地块预设点的坐标；

所述调用单元，用于根据所述地块标记信息，从所述云服务器中调用预置的与所述地块标记信息对应的地块边界数据及地块障碍物数据，并将所述地块边界数据及所述地块障碍物数据发送至所述航线生成模块。

3.如权利要求2所述的植保无人机精准作业系统，其特征在于，所述植保无人机精准作业系统还包括测绘无人机及影像处理模块；

所述测绘无人机，用于根据接收到的针对目标地块的测绘指令，对所述目标地块进行航测，并将航测得到的影像数据发送至所述影像处理模块；所述目标地块包括所述需植保地块；

所述影像处理模块，用于接收所述影像数据，并将按预设的影像处理规则处理后的影像数据发送至所述云服务器；所述处理后的影像数据包括与所述地块标记信息对应的所述地块边界数据及所述地块障碍物数据。

4.如权利要求3所述的植保无人机精准作业系统，其特征在于，所述影像处理模块包括影像拼接单元及编辑单元；

所述影像拼接单元，用于接收所述影像数据，并将按预设的拼接规则拼接后的影像数据发送至所述编辑单元；

所述编辑单元，用于基于预设条件，对所述拼接后的影像数据编辑地块边界数据及地块障碍物数据，并将编辑后的影像数据发送至所述云服务器。

5.如权利要求4所述的植保无人机精准作业系统，其特征在于，所述测绘无人机搭载有用于航测的多通道多光谱航空测量相机。

6.如权利要求4所述的植保无人机精准作业系统，其特征在于，所述影像拼接单元包括三维拼接子单元及转换子单元；

所述三维拼接子单元用于接收所述影像数据，并将所述影像数据拼接为三维立体影像数据后输出所述三维立体影像数据至所述编辑单元，或输出所述三维立体影像数据至所述转换子单元；

所述转换子单元，用于将接收到的所述三维立体影像数据转换为二维正射影像数据后输出所述二维正射影像数据至所述编辑单元。