一种割草无人机及其智能割草系统技术方案

本发明专利技术公开了一种割草无人机及其智能割草系统，该无人机包括：图像采集设备、无人机本体、控制机构以及割草机构。该无人机体积小巧，可以在多种割草环境下使用，适用范围更广，且该割草无人机可以通过图像采集设备与控制机构配合更加准确的定位待割草区域，避免对已割草区域重复进行割草作业，也在很大程度上克服了割草不彻底的问题，该割草无人机灵活可靠且割草效率高，更能满足多种场景下的割草需求。该系统可以通过控制终端与割草无人机配合，实现割草作业的精确控制，以及割草作业数据的实时上传功能，通过电子围栏预先划定割草范围，可以使无人机在电子围栏内进行割草作业，保证了割草工作的安全性和可靠性。了割草工作的安全性和可靠性。了割草工作的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种割草无人机及其智能割草系统


[0001]本专利技术涉及自动化割草和无人机智能控制
，更具体的说是涉及一种割草无人机及其智能割草系统。

技术介绍

[0002]目前，随着城市绿化工作的不断开展，广场、生活小区以及部分宽阔区域均铺设了大面积的草坪，草坪修整工作一般由人工操控割草机完成，不仅耗费大量的人力物力，而且随着城市内草坪面积的不断扩大，草坪修整工作工作量大，仅通过人工修整效率低。
[0003]为此，智能割草机应运而生，但是现有的智能割草机一般外形类似于汽车结构，体积大，对于小面积的草坪并不适用，且应用在广场、生活小区等人员较为密集的场所进行割草作业时，大型割草机在地面行走时安全性难以保证，且由于现有的智能割草机一般仅按预先设定的路线行走割草，或以随机方式在割草区域内行走割草，上述两种方式均不能根据实际草坪情况针对性的进行割草作业，容易出现割草不彻底和同区域重复工作的问题，不仅能耗浪费严重，且割草效率也难以保证。
[0004]因此，如何提供一种体积小、灵活可靠且割草效率高的智能割草设备是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种割草无人机及其智能割草系统，该无人机通过图像采集设备与控制机构配合可以更加准确的定位待割草区域，且该无人机体积小巧，解决了现有的智能割草设备体积大、适用性不强、割草不彻底和易出现重复割草工作的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供了一种割草无人机，包括：图像采集设备、无人机本体、控制机构以及割草机构；
[0008]所述图像采集设备固定安装于所述无人机本体的顶部，所述图像采集设备用于实时采集所述无人机本体周围的草坪图像；
[0009]所述控制机构封装于所述无人机本体内并与所述无人机本体电连接，且所述控制机构还与所述图像采集设备电连接，所述控制机构用于接收所述草坪图像，并对所述草坪图像进行分析处理，提取所述草坪图像中待割草区域，并控制所述无人机本体航行至所述待割草区域内；
[0010]所述割草机构与所述无人机本体的底部固定连接，且所述割草机构还与所述控制机构电连接，所述割草机构用于接收所述控制机构的控制信号对所述待割草区域进行割草作业。
[0011]本专利技术的有益效果是：该无人机体积小巧，可以在多种割草环境下使用，适用范围更广，且该割草无人机可以通过图像采集设备与控制机构配合更加准确的定位待割草区域，可以根据实际草坪状况针对性的进行割草作业，避免对已割草区域重复进行割草，也在
很大程度上克服了割草不彻底的问题，该割草无人机灵活可靠且割草效率高，更能满足多种场景下的割草需求。
[0012]进一步地，所述无人机本体包括机身、飞行驱动电机、螺旋桨以及蓄电池；
[0013]所述飞行驱动电机和所述螺旋桨均设于所述机身顶部，且所述飞行驱动电机通过输出转轴与所述螺旋桨传动连接，所述蓄电池设于所述机身内部，所述蓄电池和所述飞行驱动电机均与所述控制机构电连接。
[0014]进一步地，所述无人机本体还包括照明灯，所述照明灯设于所述机身的前端，所述照明灯与所述控制机构电连接。照明灯的设置可以为夜间割草作业提供更加清晰的光线环境，可以在一定程度上提高图像采集设备采集图像的清晰度，从而便于后续得到更加准确的图像识别结果。
[0015]进一步地，所述控制机构包括：
[0016]图像处理模块，所述图像处理模块与所述图像采集设备电连接，所述图像处理模块用于接收所述图像采集设备采集的草坪图像，并对所述草坪图像进行分析处理，提取所述草坪图像中待割草区域；
[0017]割草电流检测模块，所述割草电流检测模块与所述割草机构电连接，所述割草电流检测模块用于检测所述割草机构内电机的运行电流；
[0018]飞行控制模块，所述飞行控制模块与所述无人机本体电连接，所述飞行控制模块用于控制所述无人机本体的航行状态和航行方向；
[0019]割草控制模块，所述割草控制模块与所述割草机构电连接，所述割草控制模块用于控制所述割草机构启停状态及运行功率；
[0020]主控模块，所述主控模块分别与所述图像处理模块、割草电流检测模块、飞行控制模块和割草控制模块电连接，所述主控模块用于接收所述待割草区域信息，并发出指令至所述飞行控制模块驱动所述无人机本体航行至所述待割草区域内，所述主控模块还用于接收所述割草机构内电机的运行电流信息，并发出控制指令至所述割草控制模块调整所述割草机构的运行功率；
[0021]定位模块，所述定位模块与所述主控模块电连接，所述定位模块用于实时获取所述无人机本体的位置信息；
[0022]边界检测模块，所述边界检测模块与所述主控模块电连接，所述边界检测模块用于实时检测所述无人机本体是否接近电子围栏；以及
[0023]通讯模块，所述通讯模块与所述主控模块电连接，所述通讯模块用于与外部的终端设备进行数据通信。
[0024]上述控制机构内的割草电流检测模块主要用于检测割草驱动电机的工作电流，根据工作电流值可以判断割草区域内草的疏密，从而主控模块可以根据工作电流值发出指令至割草控制模块实时调整割草驱动电机的功率，从而可以降低割草驱动电机的能耗。
[0025]进一步地，所述控制机构还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述无人机本体和所述主控模块电连接，所述电源管理模块用于实时监测所述无人机本体内电源的电量状况，在电源电量低于预设电量阈值时，生成低电量提示信息并发送至所述主控模块，所述主控模块控制接收所述低电量提示信息并发出指令至所述飞行控制模块驱动所述无人机本体航行至预设的充电站点。
[0026]电源管理模块的设置省去了人工监控无人机电量的工作，避免发生因监控不当造成无人机断电无法正常工作，影响割草作业效率的问题。
[0027]进一步地，所述控制机构还包括避障模块，所述避障模块与所述主控模块电连接，所述避障模块用于实时检测所述无人机本体周围是否存在障碍物，并检测所述无人机本体与障碍物的距离，所述主控模块还用于接收所述避障模块上报的障碍物及障碍物距离信息，并发出指令至所述飞行控制模块驱动所述无人机本体躲避障碍物。
[0028]避障模块的设置主要为了保障无人机本体的飞行安全，避免因意外撞击空中障碍物造成无人机本体损坏，同时，也考虑到无人机在进行割草作业时，飞行高度较低，在非工作人员闯入割草作业区后，可以防止无人机本体冲撞周围人员引发安全事故。
[0029]进一步地，所述割草机构包括割草驱动电机、切割刀片、刀片安装盘以及保护罩；
[0030]所述割草驱动电机设于所述无人机本体的底部并与所述控制机构电连接，所述切割刀片与所述刀片安装盘固定连接，所述刀片安装盘与所述割草驱动电机的输出转轴传动连接，所述割草驱动电机和所述刀片安装盘均设于所述保护罩的内部，所述保护罩的一端开口，其另一端与所述无人机本体的底部固定连接。
[0031]通过割草驱动电机驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种割草无人机，其特征在于，包括：图像采集设备、无人机本体、控制机构以及割草机构；所述图像采集设备固定安装于所述无人机本体的顶部，所述图像采集设备用于实时采集所述无人机本体周围的草坪图像；所述控制机构封装于所述无人机本体内并与所述无人机本体电连接，且所述控制机构还与所述图像采集设备电连接，所述控制机构用于接收所述草坪图像，并对所述草坪图像进行分析处理，提取所述草坪图像中待割草区域，并控制所述无人机本体航行至所述待割草区域内；所述割草机构与所述无人机本体的底部固定连接，且所述割草机构还与所述控制机构电连接，所述割草机构用于接收所述控制机构的控制信号对所述待割草区域进行割草作业。2.根据权利要求1所述的一种割草无人机，其特征在于，所述无人机本体包括机身、飞行驱动电机、螺旋桨以及蓄电池；所述飞行驱动电机和所述螺旋桨均设于所述机身顶部，且所述飞行驱动电机通过输出转轴与所述螺旋桨传动连接，所述蓄电池设于所述机身内部，所述蓄电池和所述飞行驱动电机均与所述控制机构电连接。3.根据权利要求2所述的一种割草无人机，其特征在于，所述无人机本体还包括照明灯，所述照明灯设于所述机身的前端，所述照明灯与所述控制机构电连接。4.根据权利要求1所述的一种割草无人机，其特征在于，所述控制机构包括：图像处理模块，所述图像处理模块与所述图像采集设备电连接，所述图像处理模块用于接收所述图像采集设备采集的草坪图像，并对所述草坪图像进行分析处理，提取所述草坪图像中待割草区域；割草电流检测模块，所述割草电流检测模块与所述割草机构电连接，所述割草电流检测模块用于检测所述割草机构内电机的运行电流；飞行控制模块，所述飞行控制模块与所述无人机本体电连接，所述飞行控制模块用于控制所述无人机本体的航行状态和航行方向；割草控制模块，所述割草控制模块与所述割草机构电连接，所述割草控制模块用于控制所述割草机构启停状态及运行功率；主控模块，所述主控模块分别与所述图像处理模块、所述割草电流检测模块、所述飞行控制模块和所述割草控制模块电连接，所述主控模块用于接收所述待割草区域信息，并发出指令至所述飞行控制模块驱动所述无人机本体航行至所述待割草区域内，所述主控模块还用于接收所述割草机构内电机的运行电流信息，并发出控制指令至所述割草控制模块调整所述割草机构的运行功...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩然，王俊凯，李静，夏艺，
申请(专利权)人：桂林航天工业学院，
类型：发明
国别省市：