CN209820522U - 一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，所述无人机作物干旱预警巡测系统主要包括GPS定位模块、无人机及其配套的遥控器、气压计、陀螺仪、带有摄像头的云台机构、信息采集系统、数据存储模块、数据分析装置、PPM收发模块和电源管理单元，所述无人机上装载有所述信息采集系统、所述数据存储模块、所述数据分析装置、所述GPS定位模块、PPM收发模块、电源管理单元、所述气压计、所述陀螺仪和所述带有摄像头的云台机构。该系统可代替卫星进行实时监测，可实现高分辨率影像的采集，在弥补卫星遥感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同时。

Description

一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统

技术领域

本实用新型涉及干旱预警技术领域，具体为一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统。

背景技术

中国作为干旱多发地区，其对个区域经过遭遇旱灾影响，而气候干旱导致的旱灾中未能及时发现并实施相关应对措施是常见影响之一。现有的干旱气候预测往往依赖于当地区域的长期地面实时监测。目前对于旱情的地面实时监测，许多时候都通过卫星采集到的数据结合土壤实测数据进行，这种方法对于区域监测具有很大的意义，但是卫星监测所得到的数据最大分辨率有限，且无法涵盖所测区域的地表特征情况。

因此，针对目前存在的问题，急需一种能够克服上述缺陷，且能够及时有效的进行巡测的干旱预警系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，所述作物干旱预警巡测系统由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成，所述作物干旱预警巡测系统主要包括GPS定位模块、小型无人机及其配套的遥控器、气压计、陀螺仪、带有摄像头的云台机构、信息采集系统、数据存储模块、数据分析装置、PPM收发模块和电源管理单元，信息采集系统包括水面蒸发模块、风向风速监测模块、光照度监测模块、温湿度监测模块、高程气压监测模块和雨量监测模块；所述GPS定位模块，用于获取监测区域的定位信息，并将定位信息传输给数据分析装置；所述水面蒸发监测模块，用于测量区域内的水分自然蒸发数据；所述风向风速监测模块，用于测量风向和风速数据；所述光照度监测模块，用于测量区域表面的光照强度数据；所述温湿度监测模块，用于测量区域内的温度和湿度数据；所述数据存储模块，用于存储旱情模拟图和相应的旱情数据、以及农作物的生长情况数据；所述数据分析装置，用于对小型无人机发送采样点的位置、高度信息以及接收小型无人机获取到的数据、信息、图像，具体为具有数据处理能力的电子设备；所述高程气压监测模块，用于根据大气压力，测量计算出相应高程；所述雨量监测模块用于监测当前区域当时的降雨量大小数据；所述与小型无人机配套遥控器用于操控小型无人机的飞行；所述气压计用于测量小型无人机的实时高度数据；所述陀螺仪用于测量小型无人机的实时姿态角；所述电源管理单元，用于测量小型无人机电源实时数据；所述云台机构，用于拍摄小型小型无人机周围的实时视频信息，以及对子区域进行图像采集。

进一步的，所述小型无人机上装载有所述信息采集系统、所述数据存储模块、所述数据分析装置、所述GPS定位模块、PPM收发模块、电源管理单元、所述气压计、所述陀螺仪和所述带有摄像头的云台机构。

进一步的，所述数据分析装置与所述小型无人机之间通过无线传输模块连接，所述信息采集系统的数据输出端连接所述数据存储模块的数据输入端，所述摄像头和所述GPS定位模块的输出端分别连接数据存储模块的数据输入端，所述数据存储模块的输入端连接所述数据分析装置的输入端。

进一步的，小型无人机中，遥控器向小型无人机发出的飞行控制信号经PPM收发模块发送到小型无人机飞行控制单元，小型无人机各个部件所测各项数据由小型无人机飞行控制单元发出经PPM收发模块和地面的无线接收模块发送至数据分析装置，摄像机的图像信号依次经图像发送模块和地面的图像接收模块发送到数据分析装置。

进一步的，所述作物干旱预警巡测系统由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成，所述作物干旱预警巡测系统主要包括飞行装置、遥控装置、装液体或固体的容器、燃料发动机和同轴正反转齿轮箱，所述飞行装置通过无线通信连接所述飞行装置，所述燃料发动机设于所述飞行装置的顶面中心点，所述同轴正反转齿轮箱设于所述燃料发动机上，所述燃料发动机的极轴置于所述同轴正反转齿轮箱内与所述同轴正反转齿轮箱内的齿轮连接，所述燃料发动机的发电机输出端连接所述供电装置，所述容器与所述飞行装置的底面连接。

进一步的，所述飞行装置包括小型无人机机架、电气控制系统及若干动力装置，所述电气控制系统设于小型无人机机架上，若干所述动力装置分别设于所述机架的四周，两个相对的动力装置呈中心点对称。

进一步的，所述动力装置包括连接杆、螺旋桨及燃料发动机或电机，所述连接杆的一端连接所述小型无人机机架，所述连接杆的另一端内设有燃料发动机或电机，所述燃料发动机或电机的极轴上设有螺旋桨，所述螺旋桨与所述连接杆平行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用小型无人机的摄像头及信息采集系统进行旱情监测，可代替卫星进行实时监测，可实现高分辨率影像的采集，在弥补卫星遥感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同时，解决了传统卫星遥感重访周期过长，应急不及时等问题，可代替卫星进行实时监测，具有显著的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型的小型无人机各部件的连接方式示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，所述作物干旱预警巡测系统由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成，所述作物干旱预警巡测系统主要包括GPS定位模块、小型无人机及其配套的遥控器、气压计、陀螺仪、带有摄像头的云台机构、信息采集系统、数据存储模块、数据分析装置、PPM收发模块和电源管理单元，信息采集系统包括水面蒸发模块、风向风速监测模块、光照度监测模块、温湿度监测模块、高程气压监测模块和雨量监测模块；所述GPS定位模块，用于获取监测区域的定位信息，并将定位信息传输给数据分析装置；所述水面蒸发监测模块，用于测量区域内的水分自然蒸发数据；所述风向风速监测模块，用于测量风向和风速数据；所述光照度监测模块，用于测量区域表面的光照强度数据；所述温湿度监测模块，用于测量区域内的温度和湿度数据；所述数据存储模块，用于存储旱情模拟图和相应的旱情数据、以及农作物的生长情况数据；所述数据分析装置，用于对小型无人机发送采样点的位置、高度信息以及接收小型无人机获取到的数据、信息、图像，具体为具有数据处理能力的电子设备；所述高程气压监测模块，用于根据大气压力，测量计算出相应高程；所述雨量监测模块用于监测当前区域当时的降雨量大小数据；所述与小型无人机配套遥控器，用于操控小型无人机的飞行；所述气压计，用于测量小型无人机的实时高度数据；所述陀螺仪，用于测量小型无人机的实时姿态角；所述电源管理单元，用于测量小型小型无人机电源实时数据；所述云台机构，用于拍摄小型无人机周围的实时视频信息，以及对子区域进行图像采集。

所述小型无人机上装载有所述信息采集系统、所述数据存储模块、所述数据分析装置、所述GPS定位模块、PPM收发模块、电源管理单元、所述气压计、所述陀螺仪和所述带有摄像头的云台机构。

所述数据分析装置与所述小型无人机之间通过无线传输模块连接，所述信息采集系统的数据输出端连接所述数据存储模块的数据输入端，所述摄像头和所述GPS定位模块的输出端分别连接数据存储模块的数据输入端，所述数据存储模块的输入端连接所述数据分析装置的输入端。

由遥控器向小型无人机发出的飞行控制信号经PPM收发模块发送到小型无人机飞行控制单元，小型无人机各个部件所测各项数据由小型无人机飞行控制单元发出经PPM收发模块和地面的无线接收模块发送至数据分析装置，摄像机的图像信号依次经图像发送模块和地面的图像接收模块发送到数据分析装置。

所述小型无人机包括飞行装置、遥控装置、装液体或固体的容器、燃料发动机和同轴正反转齿轮箱，所述飞行装置通过无线通信连接所述飞行装置，所述燃料发动机设于所述飞行装置的顶面中心点，所述同轴正反转齿轮箱设于所述燃料发动机上，所述燃料发动机的极轴置于所述同轴正反转齿轮箱内与所述同轴正反转齿轮箱内的齿轮连接，所述燃料发动机的发电机输出端连接所述供电装置，所述容器与所述飞行装置的底面连接。

所述飞行装置包括小型无人机机架、电气控制系统及若干动力装置，所述电气控制系统设于小型无人机机架上，若干所述动力装置分别设于所述机架的四周，两个相对的动力装置呈中心点对称。

所述动力装置包括连接杆、螺旋桨及燃料发动机或电机，所述连接杆的一端连接所述小型无人机机架，所述连接杆的另一端内设有燃料发动机或电机，所述燃料发动机或电机的极轴上设有螺旋桨，所述螺旋桨与所述连接杆平行。

工作原理：首先对所要检测区域进行子区域划分，并设定每个子区域的图像采集点以及该图像采集点的坐标位置、高度以及航拍角度；将各个图像采集点的坐标位置、高度以及航拍角度信息按照采样顺序发送至小型无人机，小型无人机接收到上述信息后按图像采集点顺序自动巡航进行检测；小型无人机通过云台机构上的摄像头以及信息采集系统中的各监测模块以俯视角度采集各个子区域的图像和监测数据，传送至数据存储模块后，再前往下一个图像采集点进行图像采集工作直至完成全部图像采集工作，然后控制小型无人机降落到地面；数据分析装置接收到所有子区域的图像后和数据，将所有子区域的图像进行拼接得到所要检测区域的平面图像，同时分析并处理信息采集系统监测的数据，观察该平面图像通过气象干旱等级标准判断得到所要检测区域的干旱情况完成检测。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，其特征在于，所述作物干旱预警巡测系统由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成，所述作物干旱预警巡测系统主要包括GPS定位模块、无人机及其配套的遥控器、气压计、陀螺仪、带有摄像头的云台机构、信息采集系统、数据存储模块、数据分析装置、PPM收发模块和电源管理单元，信息采集系统包括水面蒸发模块、风向风速监测模块、光照度监测模块、温湿度监测模块、高程气压监测模块和雨量监测模块；所述GPS定位模块，用于获取监测区域的定位信息，并将定位信息传输给上位机；所述水面蒸发监测模块，用于测量区域内的水分自然蒸发数据；所述风向风速监测模块，用于测量风向和风速数据；所述光照度监测模块，用于测量区域表面的光照强度数据；所述温湿度监测模块，用于测量区域内的温度和湿度数据；所述数据存储模块，用于存储旱情模拟图和相应的旱情数据、以及农作物的生长情况数据；所述数据分析装置，用于对小型无人机发送采样点的位置、高度信息以及接收无人机获取到的数据、信息、图像，具体为具有数据处理能力的电子设备；所述高程气压监测模块，用于根据大气压力，测量计算出相应高程；所述雨量监测模块，测当前区域当时的降雨量大小数据；所述小型无人机上装载有所述GPS定位模块、所述气压计、所述陀螺仪和所述带有摄像头的云台机构，所述数据分析装置与所述小型无人机之间通过无线传输模块连接，所述信息采集系统的数据输出端连接所述数据存储模块的数据输入端，所述摄像头和所述GPS定位模块的输出端分别连接所述数据存储模块的数据输入端，所述数据存储模块的输入端连接所述数据分析装置的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，其特征在于，所述电源管理单元，用于测量无人机电源实时数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，其特征在于，所述云台机构，用于拍摄无人机周围的实时视频信息，以及对子区域进行图像采集。

4.根据权利要求1所述的一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，其特征在于，所述遥控器，用于操控小型无人机的飞行。

5.根据权利要求1所述的一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，其特征在于，所述气压计，用于测量小型无人机的实时高度数据。

6.根据权利要求1所述的一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统，其特征在于，所述陀螺仪，用于测量小型无人机的实时姿态角。