一种植保无人机飞行控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种植保无人机飞行控制系统，主要由无人机、规划航线模块、地面基站和飞控系统四个部分组成，所述无人机包括机载导航和姿态调整系统，所述地面基站包括人工干预模块和电子监控模块，所述规划航线模块包括GPS面积测量仪和测控模块，所述飞控系统分别与无人机、规划航线模块和地面基站保持通讯联接，并对这三组数据进行综合分析处理。本发明专利技术设计的系统，通过与GPS面积测量仪的结合，可以迅速且准确的测定出农田的面积及形状，测定出的形状经过测控模块处理后，由飞控系统精确的控制无人机的飞行架次、飞行时间、飞行航线和无人机规格，使无人机实现“傻瓜式”操作，使农户经过简单培训即可上手操作，提高农业生产的整体工作水平和效率。

Flight control system for plant protection unmanned aerial vehicle

The invention relates to a plant protection UAV flight control system is mainly composed of UAV, route planning module, ground station and flight control system is composed of four parts, including the UAV airborne navigation and attitude adjustment system, the ground station includes manual intervention module and electronic monitoring module, the route planning module includes GPS area measurement and control module, the flight control system are respectively connected with the communication module and the route planning of UAV and ground station, and the data of the three groups were analyzed. The system designed by the invention, by combining with GPS area measuring instrument, can quickly and accurately measure the size and shape of farmland, determined the shape of the module after processing, the precise control of the flight control system of UAV flight sorties, flight time, flight line and UAV specifications for UAV the realization of \the fool\ operation, so that farmers can get operation after simple training, improve the overall management level and efficiency of agricultural production.

【技术实现步骤摘要】
一种植保无人机飞行控制系统
本专利技术涉及一种供农业使用的无人机
，尤其涉及一种植保无人机的飞行控制系统。
技术介绍
中国作为农业大国，18亿亩基本农田，每年需要大量的农业植保作业，我国每年农药中毒人数有10万之众，致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计，想必更是一个惊人数字。植保无人机服务农业在日本、美国等发达国家得到了快速发展。1990年，日本山叶公司率先推出世界上第一架无人机，主要用于喷洒农药。我国南方首先应用于水稻种植区的农药喷洒。无人驾驶小型直升机具有作业高度低，飘移少，可空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，远距离遥控操作，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性等诸多优点。另外，电动无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量，节约90%的用水量，这将很大程度的降低资源成本。电动无人机与油动的相比，整体尺寸小，重量轻，折旧率更低、单位作业人工成本不高、易保养。目前在国内同行申请的专利中，申请号为（201510750602.3）的专利技术专利，该申请在申请书中详细描述了该技术的技术特征，具有防碰撞、定距好等特点。但是这种无人机在实际使用过程中，会面临着一个很现实的问题。中国的农田，北方基本都是平整后的土地，即常说的“方块田”但是在南方的土地，例如梯田等一系列的不规则农田很常见。按照现在的无人机控制系统来实施时，无人机系统识别不出农田的不规则形状，直接导致后期喷洒工作时，产生遗漏或者喷洒出边界，造成不必要的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的植保无人机控制系统，该系统要具有结构简单，使用方便，在使用过程中，可以高效的识别农田的形状，对不规则的农田进行有效的喷洒，喷洒效率高，浪费率低等特点。本专利技术的技术方案为：一种植保无人机飞行控制系统，主要由无人机、规划航线模块、地面基站和飞控系统四个部分组成，所述无人机包括机载导航和姿态调整系统，所述地面基站包括人工干预模块和电子监控模块，所述规划航线模块包括GPS面积测量仪和测控模块，所述飞控系统分别与无人机、规划航线模块和地面基站保持通讯联接，并对这三组数据进行综合分析处理；所述机载导航装置主要通过与GPS卫星连接，用于采集信号数据进行分析处理，并通过任务系统自动获取正确的飞行运动指令；所述姿态调整模块主要利用陀螺仪和测距声呐对无人机螺旋桨转速之间进行差速调节；所述人工干预模块主要安装在手持遥控器之内，当出现电子故障时，由人工干预，防止出现意外事故；所述电子监控模块即地面站的显示模块，用于显示无人机当前的位置及各种状况；所述GPS面积测量仪主要用于人工手持，由人工围绕农田行走一圈，测量出需要进行植保的农田面积及形状。所述测控模块主要对上述的GPS面积测量仪测量出的农田面积及形状进行规划，将对应的位置转换成飞行的坐标，并将数据提供给所述规划航线模块，由所述规划航线模块测算并规划无人机工作航线。作为本专利技术的进一步方案，还包括任务系统，所述无人机与飞控系统的通讯之间，设有一个起到信号处理的任务系统，任务系统的主要作用在于计算无人机的工作架次、无人机的工作时间和无人机的工作规格。本专利技术的有益效果：本专利技术设计的系统，通过与GPS面积测量仪的结合，可以迅速且准确的测定出农田的面积及形状，测定出的形状经过测控模块处理后，由飞控系统精确的控制无人机的飞行架次、飞行时间、飞行航线和无人机规格，使无人机实现“傻瓜式”操作，使农户经过简单培训即可上手操作，提高农业生产的整体工作水平和效率。附图说明图1为本无人机控制系统的示意图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。一种植保无人机4飞行控制系统，主要由无人机4、规划航线模块3、地面基站2和飞控系统1四个部分组成，所述无人机4包括机载导航41和姿态调整系统42，所述地面基站2包括人工干预模块21和电子监控模块22，所述规划航线模块3包括GPS面积测量仪311和测控模块31，所述飞控系统1分别与无人机4、规划航线模块3和地面基站2保持通讯联接，并对这三组数据进行综合分析处理；所述机载导航41装置主要通过与GPS卫星连接，用于采集信号数据进行分析处理，并通过任务系统5自动获取正确的飞行运动指令；所述姿态调整模块主要利用陀螺仪和测距声呐对无人机4螺旋桨转速之间进行差速调节；所述人工干预模块21主要安装在手持遥控器之内，当出现电子故障时，由人工干预，防止出现意外事故；所述电子监控模块22即地面基站2的显示模块，用于显示无人机4当前的位置及各种状况；所述GPS面积测量仪311主要用于人工手持，由人工围绕农田行走一圈，测量出需要进行植保的农田面积及形状。所述测控模块31主要对上述的GPS面积测量仪311测量出的农田面积及形状进行规划，将对应的位置转换成飞行的坐标，并将数据提供给所述规划航线模块3，由所述规划航线模块3测算并规划无人机4工作航线。还包括任务系统5，所述无人机4与飞控系统1的通讯之间，设有一个起到信号处理的任务系统5，任务系统5的主要作用在于计算无人机4的工作架次、无人机4的工作时间和无人机4的工作规格。在植保无人机4工作之前，先由人工手持GPS面积测量仪311围绕所需要进行喷洒的农田行走一圈，待GPS面积测量仪311测量出农田的面积和形状之后，将数据上传至测控模块31，由测控模块31将数据整理传输至规划航线模块3。飞控系统1在确认无人机4、地面基站2和规划航线模块3通信正常之后，将规划航线模块3做出的数据包提取并解读，再分别通知地面基站2和任务系统5开始工作。任务系统5将飞控系统1的数据按无人机4的数量和规格进行计算，得到一个时间轴，将时间轴反馈给飞控系统1，再由飞控系统1通知无人机4按顺序起飞，并控制无人机4在到达指定地点和指定时间时，进行返回动作，再由下个架次的无人机4接替。无人机4上的机载导航41在规划航线模块3所规划处的路线上引导无人机4飞行。当遇到大风或者某个螺旋桨机械故障时，位于无人机4内部的姿态调整系统42及时产于工作，使无人机4保持平衡并正常工作。位于地面基站2的监控模块22则将飞控系统1的数据及现阶段无人机4的飞行状态以数字或图像的形式直观的告知用户。当出现不可预估的电子障碍时，人工干预模块21开启，由人工控制，使无人机4继续工作或返回基地。以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项专利技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植保无人机飞行控制系统，其特征在于：主要由无人机、规划航线模块、地面基站和飞控系统四个部分组成，所述无人机包括机载导航和姿态调整系统，所述地面基站包括人工干预模块和电子监控模块，所述规划航线模块包括GPS面积测量仪和测控模块，所述飞控系统分别与无人机、规划航线模块和地面基站保持通讯联接，并对这三组数据进行综合分析处理；所述机载导航装置主要通过与GPS卫星连接，用于采集信号数据进行分析处理，并通过任务系统自动获取正确的飞行运动指令；所述姿态调整模块主要利用陀螺仪和测距声呐对无人机螺旋桨转速之间进行差速调节；所述人工干预模块主要安装在手持遥控器之内，当出现电子故障时，由人工干预，防止出现意外事故；所述电子监控模块即地面站的显示模块，用于显示无人机当前的位置及各种状况；所述GPS面积测量仪主要用于人工手持，由人工围绕农田行走一圈，测量出需要进行植保的农田面积及形状。所述测控模块主要对上述的GPS面积测量仪测量出的农田面积及形状进行规划，将对应的位置转换成飞行的坐标，并将数据提供给所述规划航线模块，由所述规划航线模块测算并规划无人机工作航线。

【技术特征摘要】
1.一种植保无人机飞行控制系统，其特征在于：主要由无人机、规划航线模块、地面基站和飞控系统四个部分组成，所述无人机包括机载导航和姿态调整系统，所述地面基站包括人工干预模块和电子监控模块，所述规划航线模块包括GPS面积测量仪和测控模块，所述飞控系统分别与无人机、规划航线模块和地面基站保持通讯联接，并对这三组数据进行综合分析处理；所述机载导航装置主要通过与GPS卫星连接，用于采集信号数据进行分析处理，并通过任务系统自动获取正确的飞行运动指令；所述姿态调整模块主要利用陀螺仪和测距声呐对无人机螺旋桨转速之间进行差速调节；所述人工干预模块主要安装在手持遥控器之内，当出现电子故障时，由人工干预...

【专利技术属性】
技术研发人员：万仁军，
申请(专利权)人：江苏轻石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32