无人机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于农田评估的无人机。描述了将无人机飞行(210)到田地中的包含作物的一个位置。将无人机的主体在该位置处以基本静止的姿态定位(220)在作物上方。无人机的照相机相对于无人机的主体在第一位置和第二位置之间垂直移动(230)，其中，第一位置比第二位置更靠近无人机的主体。当照相机不在第一位置时，由照相机获取(240)与作物有关的至少一个图像。

UAV

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无人机
本专利技术涉及一种用于农田评估的无人机(unmannedaerialvehicle)、一种用于农田评估的方法以及一种计算机程序单元。
技术介绍
本专利技术的总体背景是关于杂草、疾病和害虫评估田地状况，以及通过例如确定叶面积指数(LAI)来评估生态生理(ecophysiology)。目前，遥感和无人机(诸如无人驾驶飞机(drone))无法以所需的分辨率和质量获取图像以便执行所需的图像诊断。另外，对于农场主来说，进入田地并获取必要的图像数据非常耗时。
技术实现思路
具有改进的用于农田评估的手段将是有利的。本专利技术的目的通过独立权利要求的主题解决，其中，在从属权利要求中并入了进一步的实施例。应当注意，本专利技术的以下描述的方面和示例也适用于用于农田评估的无人机、用于农田评估的方法以及计算机程序单元。根据第一方面，提供了一种用于农田评估的无人机，包括：-控制单元；以及-照相机。照相机被配置为相对于无人机的主体在第一位置和第二位置之间垂直移动。第一位置比第二位置更靠近无人机的主体。控制单元被配置为将无人机飞行到田地中包含农作物的位置。控制单元还被配置为将无人机的主体在该位置处以基本静止的姿态定位在作物上方。当无人机的主体在该位置处以基本静止的姿态在作物上方时，控制单元还被配置为垂直移动照相机。当无人机的主体在该位置处以基本静止的姿态在作物上方时，控制单元还被配置为当照相机不在第一位置时控制照相机以获取与作物有关的至少一个图像。换句话说，无人机(UAV)(例如无人驾驶飞机)会飞到田地的部分中，例如通过着陆于附着在主体上的腿上或悬停在作物上方的静止位置将其主体定位于作物上方的停止位置(restingposition)，然后将照相机朝着作物降下并可以降下到作物中。在被降下和/或升高的同时，包括当照相机不移动时，照相机可以拍摄与作物有关的图片。然后可以对这些图片进行适当的分析，以确定在该田地的该部分是否存在杂草、疾病、害虫、昆虫或与作物有关的其他问题。同样，这些图片可以提供有关叶冠层面积和高度的信息，这样就可以确定该位置作物的叶面积指数(LAI)。以可再现的方式自动获取然后可以分析的图像数据，从而可以在该位置准确确定例如LAI的结果，并将其与作物中其他部分(或位置)处计算出的值进行比较。此外，通过将照相机降低到作物中，可以获取各种高度(包括在地面上和冠层上方)的图像，以及再次相对于LAI，可以缓解冠层中导致确定的LAI的降低的非随机性(例如，叶子位于其他的顶部)，这是因为可以在各种高度上获取数据。通过将照相机降下到作物中，即使仅在作物中的某些位置(例如靠近地面或作物中中部高度处)才明显，也可以确定正在发生疾病、害虫、昆虫损害。因此，可以根据所获取的图像来确定不能通过航空检查来确定的问题。UAV可以围绕田地获取数据，例如以类似20mx20m图案的正方形，并且着陆在这些位置并获取数据。UAV还可以根据图像处理自己确定何处定位自身以获取数据，或者可以由用户将其定向到一个位置。因此，除了获取可用于确定LAI的图像外，还可将这些图像用于确定杂草、疾病、害虫、昆虫和昆虫损害，使得能够采取补救措施。与使用遥感或来自无人驾驶飞机的航空图像或要求人类操作员进入田地并手动获取所需的相关数据的当前技术相比，以这种方式，可以更快、更准确地并且以更高的精度来获取该数据。在一个示例中，与作物有关的至少一个图像包括当照相机在作物的冠层内时获取的至少一个图像。以这种方式，可以基于所获取图像的图像处理来更有效地检测杂草、疾病、害虫、昆虫和/或昆虫损害，并且更准确地确定和识别杂草。而且，通过获取冠层内的图像，还可以从所获取的图像中确定叶面积指数(LAI)。在一个示例中，至少一个图像包括多个图像，并且其中，控制单元被配置为控制照相机以在不是第一位置的多个不同位置处获取对应的多个图像。因此，通过获取不同高度的图像，可以基于这样的图像检测例如在作物的特定植株内的局部疾病、害虫、昆虫和/或昆虫损害。同样，可以更准确地确定叶面积指数，因为它可以基于来自不同高度的作物中位置的一个以上的图像，并且可以缓解(会导致低估LAI值的)诸如叶重叠的影响。在一个示例中，控制单元被配置为当照相机处于第二位置时控制照相机获取与作物有关的至少一个图像中的至少一个图像。换句话说，当照相机移动到远离UAV(无人驾驶飞机)的主体的最远位置时，可以获取图像。在一个示例中，第二位置包括地面。换句话说，UAV会将照相机降到作物中并一直到地面上，并可以从该地面位置获取图像。以这种方式，不仅可以从作物上方一直到地面在作物内的所有点处获取图像，而且还可以通过从地面获取图像，可以参考地面确定该图像以及所有其他图像的参考高度。换句话说，可以确定地面上所有图像的高度。因此，可以确定作物的高度并且可以确定疾病和/或昆虫损害的高度。同样，可以确定所获取的用于LAI测量的图像的高度，以提供更准确的LAI值确定。在一个示例中，控制单元被配置为当照相机处于第一位置时，控制照相机以获取与作物有关的至少一个图像。以这种方式，可以获取来自作物上方的图像以提供用于确定LAI值的参考值。当照相机已经从第一位置移开时，也可以获取LAI测量的参考值。同样，当UAV正常飞行时，可以作为UAV正常飞行的一部分使用照相机并获取图像，图像例如可用于确定田地中的位置，UAV将以基本静止的姿态将自身定位在该位置上。作物上方的图像还可用于确定是否存在杂草、疾病、害虫和昆虫/或对植被的昆虫损害。在一个示例中，处理单元被配置为分析至少一个图像以确定作物的叶面积指数。在一个示例中，处理单元被配置为分析至少一个图像以确定至少一种杂草、和/或确定至少一种疾病、和/或确定至少一种害虫和/或确定至少一种昆虫、和/或确定至少一种营养不足。在一个示例中，无人机包括处理单元和/或处理单元。在一个示例中，无人机包括至少一个腿。控制单元被配置为在该位置处将无人机着陆在该至少一个腿上，以将无人机的主体在该位置处以基本静止的姿态定位在作物上方。以这种方式，当UAV停止或顺桨(feathering)或以其他方式减少了下降气流(downdraught)时，就可以获取作物的图像，并且因此不会发生叶片的气流吹动，而且图像可用于更准确地确定疾病、杂草、害虫、昆虫、昆虫损害和LAI值等。在一个示例中，无人机被配置为以悬停模式操作。控制单元被配置为将无人机悬停在该位置处，以将无人机的主体在该位置处以基本静止的姿态定位在作物上方。因此，无人机无需着陆来获取图像，而是可以悬停在该位置上方。在一个示例中，照相机在第一位置时被配置为获取与田地有关的至少一个图像和/或无人机的第二照相机被配置为获取与田地有关的至少一个图像。处理单元被配置为分析与田地有关的至少一个图像以确定在田地中的位置。处理单元可以是确定LAI的处理单元和/或从所获取的图像确定杂草、疾病、害虫、昆虫和昆虫损害等的处理单元。处理单元可以在UAV外部或容纳在UA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于农田评估的无人机(10)，包括：/n-控制单元(20)；以及/n-照相机(30)；/n其中，所述照相机被配置为相对于所述无人机的主体(40)在第一位置和第二位置之间垂直移动，其中，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述无人机的所述主体；/n其中，所述控制单元被配置为将所述无人机飞行到田地中包含作物的位置；/n其中，所述控制单元被配置为将所述无人机的所述主体在所述位置处以基本静止的姿态定位在所述作物上方；/n其中，当所述无人机的所述主体在所述位置处以所述基本静止的姿态在所述作物上方时，所述控制单元被配置为使所述照相机垂直移动；以及/n其中，当所述无人机的所述主体在所述位置处以所述基本静止的姿态在所述作物上方时，所述控制单元被配置为当所述照相机不在所述第一位置时控制所述照相机获取与所述作物有关的至少一个图像。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171017 EP 17196818.3;20171017 EP 17196819.11.一种用于农田评估的无人机(10)，包括：
-控制单元(20)；以及
-照相机(30)；
其中，所述照相机被配置为相对于所述无人机的主体(40)在第一位置和第二位置之间垂直移动，其中，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述无人机的所述主体；
其中，所述控制单元被配置为将所述无人机飞行到田地中包含作物的位置；
其中，所述控制单元被配置为将所述无人机的所述主体在所述位置处以基本静止的姿态定位在所述作物上方；
其中，当所述无人机的所述主体在所述位置处以所述基本静止的姿态在所述作物上方时，所述控制单元被配置为使所述照相机垂直移动；以及
其中，当所述无人机的所述主体在所述位置处以所述基本静止的姿态在所述作物上方时，所述控制单元被配置为当所述照相机不在所述第一位置时控制所述照相机获取与所述作物有关的至少一个图像。


2.根据权利要求1所述的无人机，其中，与所述作物有关的所述至少一个图像包括当所述照相机在所述作物的冠层内时获取的至少一个图像。


3.根据权利要求1-2中的任一项所述的无人机，其中，所述至少一个图像包括多个图像，并且其中，所述控制单元被配置为控制所述照相机在不是所述第一位置的多个不同位置处获取对应的所述多个图像。


4.根据权利要求1-3中的任一项所述的无人机，其中，所述控制单元被配置为当所述照相机处于所述第二位置时控制所述照相机获取与所述作物有关的所述至少一个图像中的至少一个图像。


5.根据权利要求3所述的无人机，其中，所述第二位置包括地面。


6.根据权利要求1-5中的任一项所述的无人机，其中，所述控制单元被配置为当所述照相机处于所述第一位置时控制所述照相机获取与所述作物有关的至少一个图像。


7.根据权利要求1-6中的任一项所述的无人机，其中，处理单元(50)被配置为分析所述至少一个图像以确定所述作物的叶面积指数。


8.根据权利要求1-7...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·彼得斯，H·霍夫曼，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE