无人机智能喷洒系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种无人机智能喷洒系统，包括：无人机自驾系统、无人机飞行高度测量传感器、无人机飞行速度测量传感器以及搭载于无人机的农药喷洒系统；农药喷洒系统包括储水箱、变速水泵、连杆以及n个喷头；无人机自驾系统的输入端分别与无人机飞行高度测量传感器和无人机飞行速度测量传感器连接；无人机自驾系统的输出端通过数模转换器与变速水泵的控制端连接。优点为：通过无人机自驾系统对搭载于无人机的农药喷洒系统进行控制，具体为：根据无人机飞行高度和飞行速度对农药喷洒系统的喷洒量进行调整控制，从而保证农药均匀喷洒于作物上，提高农药利用率，实现农药喷洒的精准作业。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种喷洒系统，具体涉及一种无人机智能喷洒系统。
技术介绍
随着无人机技术的不断发展和成熟，利用无人机搭载农药喷洒装置，进行农药喷洒作业，实现高效防治病虫害的目的，同时将地面人工作业从繁重的体力劳动解放出来，是目前广为关注的一项研究内容。尽管相关技术可以达到一定程度的实用目的，但是，在实现本技术的过程中，专利技术人发现，目前搭载喷洒装置的无人机在进行喷洒作业时，由于喷洒装置的喷洒量固定不变，而无人机的飞行速度和飞行高度会在飞行过程中不断发生变化，由此导致农药喷洒不均匀，具有农药利用率低的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种无人机智能喷洒系统，可有效解决上述问题。本技术采用的技术方案如下：本技术提供一种无人机智能喷洒系统，包括：无人机自驾系统、无人机飞行高度测量传感器、无人机飞行速度测量传感器以及搭载于无人机的农药喷洒系统；其中，所述农药喷洒系统包括储水箱、变速水泵、连杆以及n个喷头；n为自然数；所述n个喷头均匀固定于所述连杆，所述连杆设置于无人机的下方；所述变速水泵的进水口与所述储水箱连通，所述变速水泵的排水口分别与各个所述喷头连接；所述无人机自驾系统的输入端分别与所述无人机飞行高度测量传感器和所述无人机飞行速度测量传感器连接；所述无人机自驾系统的输出端通过数模转换器与所述变速水泵的控制端连接。优选的，所述无人机飞行高度测量传感器和所述无人机飞行速度测量传感器属于所述无人机自驾系统的内置设备或外置设备。优选的，所述储水箱的内部安装有液位计；所述液位计的输出端与所述无人机自驾系统连接。优选的，还包括无人机遥测传输链路以及无人机地面站系统；所述无人机自驾系统通过所述无人机遥测传输链路与所述无人机地面站系统双向通信连接。本技术提供的无人机智能喷洒系统具有以下优点：(1)通过无人机自驾系统对搭载于无人机的农药喷洒系统进行控制，具体为：根据无人机飞行高度和飞行速度对农药喷洒系统的喷洒量进行调整控制，从而保证农药均匀喷洒于作物上，提高农药利用率，实现农药喷洒的精准作业。(2)对现有无人机的改动小，具有改动成本低的优点，易于推广使用。附图说明图1为本技术提供的无人机智能喷洒系统的结构示意图。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供一种无人机智能喷洒系统，通过无人机自驾系统对搭载于无人机的农药喷洒系统进行控制，具体为：根据无人机飞行高度和飞行速度对农药喷洒系统的喷洒量进行调整控制，从而保证农药均匀喷洒于作物上，提高农药利用率，实现农药喷洒的精准作业。具体的，结合图1，本技术提供的无人机智能喷洒系统，包括：无人机自驾系统、无人机飞行高度测量传感器、无人机飞行速度测量传感器以及搭载于无人机的农药喷洒系统；其中，农药喷洒系统包括储水箱、变速水泵、连杆以及n个喷头；n为自然数，例如，n可以为4；n个喷头均匀固定于连杆，连杆设置于无人机的下方；变速水泵的进水口与储水箱连通，变速水泵的排水口分别与各个喷头连接；无人机自驾系统的输入端分别与无人机飞行高度测量传感器和无人机飞行速度测量传感器连接；无人机自驾系统的输出端通过数模转换器与变速水泵的控制端连接。储水箱的内部安装有液位计；液位计的输出端与无人机自驾系统连接，通过安装液位计，可实现无人机自驾系统对储水箱所储存的水量实时监控的目的，当储水箱储存水量不足时，进行报警。本技术中，无人机自驾系统通过无人机飞行高度测量传感器和无人机飞行速度测量传感器可实时获得无人机飞行高度和无人机飞行速度，然后通过任何控制算法，即可计算得到对变速水泵的控制量，最终实现控制变速水泵同步调整n个喷头喷洒量的效果。实际应用中，无人机自驾系统本身内置有无人机飞行高度测量传感器和无人机飞行速度测量传感器，因此，无人机自驾系统可实时获得无人机飞行高度和无人机飞行速度。采用此种方式中，不需要向无人机中增加额外的硬件设备，一方面，节约了对无人机改装成本；另一方面，不会增加无人机所承载的重量，保证了无人机的飞行性能。当然，由于无人机自驾系统所内置的无人机飞行高度测量传感器和无人机飞行速度测量传感器的数据采集精度有限，所以，根据实际需求，当需要进一步提高喷洒精度时，可采用外置的轻重量的高精度的无人机飞行高度测量传感器和无人机飞行速度测量传感器，使无人机飞行高度测量传感器和无人机飞行速度测量传感器与无人机自驾系统连接。图1中即为外置式布置示意图。另外，还包括无人机遥测传输链路以及无人机地面站系统；无人机自驾系统通过无人机遥测传输链路与无人机地面站系统双向通信连接。此时，无人机自驾系统可采用两种模式得到对变速水泵的控制量，具体根据实际需求灵活设置，本技术对此并不限制：第一种模式：无人机自驾系统可在机上直接根据飞行高度和飞行速度计算得到对变速水泵的控制量。第二种模式：无人机自驾系统可将飞行高度和飞行速度发送到无人机地面站系统，无人机地面站系统根据飞行高度和飞行速度计算得到对变速水泵的控制量，然后，无人机地面站系统再将控制量回传给无人机自驾系统。需要强调的是，无论是无人机自驾系统自身计算得到控制量，还是无人机地面站系统计算得到控制量，本技术对根据飞行高度和飞行速度计算得到对变速水泵控制量的计算算法并不限制，可使用现有技术存在的任何公知算法，本技术不需要对算法部分进行改进，即可解决现有技术存在的相关问题。但是，为了充分解释说明本技术，以下介绍一种具体的实现算法：设无人机飞行高度为H，飞行速度为v，无人机喷幅宽度即连杆宽度为W，喷洒装置每秒喷洒量为M，则单位面积的药量n可由如下公式计算得到：n＝M/(v×w)飞行高度与喷幅宽度之间的关系可通过实验测定，设其为W＝λH，λ为常数，则有：n＝M/(v×λH)则，当要求单位面积药量恒定时，喷洒装置每秒喷洒量M与飞行高度、飞行速度的关系为：M＝n×v×λH该公式表明，喷洒装置的喷洒量与无人机的飞行速度成正比，也与飞行高度成正比。喷洒流量的控制可以通过调节变速水泵的电压加以实现。即将通过上述公式计算得到的流量转换为相应的控制电压输出给变速水泵即可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机智能喷洒系统，其特征在于，包括：无人机自驾系统、无人机飞行高度测量传感器、无人机飞行速度测量传感器以及搭载于无人机的农药喷洒系统；其中，所述农药喷洒系统包括储水箱、变速水泵、连杆以及n个喷头；n为自然数；所述n个喷头均匀固定于所述连杆，所述连杆设置于无人机的下方；所述变速水泵的进水口与所述储水箱连通，所述变速水泵的排水口分别与各个所述喷头连接；所述无人机自驾系统的输入端分别与所述无人机飞行高度测量传感器和所述无人机飞行速度测量传感器连接；所述无人机自驾系统的输出端通过数模转换器与所述变速水泵的控制端连接。

【技术特征摘要】
1.一种无人机智能喷洒系统，其特征在于，包括：无人机自驾系统、无人
机飞行高度测量传感器、无人机飞行速度测量传感器以及搭载于无人机的农药
喷洒系统；
其中，所述农药喷洒系统包括储水箱、变速水泵、连杆以及n个喷头；n为
自然数；所述n个喷头均匀固定于所述连杆，所述连杆设置于无人机的下方；所
述变速水泵的进水口与所述储水箱连通，所述变速水泵的排水口分别与各个所
述喷头连接；所述无人机自驾系统的输入端分别与所述无人机飞行高度测量传
感器和所述无人机飞行速度测量传感器连接；所述无人机自驾系统的输出端通
过数模转换器与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏，任翔，刘磊，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：新型
国别省市：北京;11