一种基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法及系统，其方法包括：当无人机群在任务区域内进行自主协同覆盖探测时，对于无人机群中的任一无人机，利用图像采集装置采集本体下方的环境图像；利用中央处理装置识别环境图像中包含红火蚁巢穴时生成探测指令；利用第一测距装置响应于探测指令以获取本体到红火蚁巢穴的第一距离信息；利用中央处理装置对无人机的当前位置信息和第一距离信息进行解析得到目标位置信息，再利用通信装置将目标位置信息进行上传；地面管控中心在无人机群完成探测任务时采用协同定位算法对其上传的所有目标位置信息进行分析，在任务区域关联的地图中标注红火蚁巢穴。本发明专利技术借助无人机群可提高对红火蚁巢穴的探测效率。红火蚁巢穴的探测效率。红火蚁巢穴的探测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法及系统


[0001]本专利技术涉及无人机应用
，具体是涉及一种基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法及系统。

技术介绍

[0002]红火蚁作为一种蚁科入侵性有害生物，具有主动攻击性。红火蚁具有繁殖能力强、适应能力强、传播途径多样化、种间竞争力强等特性，加之缺乏天敌和科学有效的控制手段，在红火蚁开始入侵并成功定殖后，其扩散蔓延速度非常快，易呈现爆发态势，会对被入侵地的社会经济发展、群众健康、生态环境等造成重大危害。目前关于红火蚁巢穴的探测方式更多还是依靠人工，探测范围有限且探测效率较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]第一方面，提供一种基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法，所述方法包括：
[0005]当无人机群在任务区域内进行自主协同覆盖探测时，对于所述无人机群中的任一无人机，所述无人机利用搭载的图像采集装置对本体下方的环境信息进行采集，得到环境图像；
[0006]所述无人机利用内部的中央处理装置对所述环境图像进行分析，且在识别到所述环境图像中包含红火蚁巢穴时生成探测指令；
[0007]所述无人机利用搭载的第一测距装置对所述探测指令进行响应，获取本体到所述红火蚁巢穴之间的第一距离信息；
[0008]所述无人机利用所述中央处理装置对本体的当前位置信息和所述第一距离信息进行解析得到目标位置信息，再利用内部的通信装置将所述目标位置信息上传至地面管控中心；当所述无人机群完成对所述任务区域的探测任务时，所述地面管控中心引入协同定位算法对所述无人机群所上传的所有目标位置信息进行分析处理，并在所述任务区域关联的地图中标注出所有红火蚁巢穴。
[0009]进一步地，所述无人机群中的任一无人机飞行在地面上方3m至5m处。
[0010]进一步地，所述无人机群在任务区域内进行自主协同覆盖探测包括：
[0011]所述任务区域包含若干个子区域，当所述无人机进入其中一个子区域进行探测时，所述无人机利用搭载的第二测距装置对本体与周围其他物体之间的第二距离信息进行实时采集；
[0012]所述无人机利用所述中央处理装置对所述第二距离信息进行实时解析得到当前最佳速度，再利用内部的飞控计算机调整本体以所述当前最佳速度飞行。
[0013]进一步地，当所述无人机进入其中一个子区域进行探测时，还包括：
[0014]所述地面管控中心记录所述无人机的探测时长，且在识别所述探测时长达到预设
阈值时，制定所述无人机进入到另一个子区域所需的飞行路径并下发给所述无人机；所述无人机利用所述飞控计算机控制本体按照所述飞行路径飞行。
[0015]进一步地，在所述无人机利用内部的中央处理装置对所述环境图像进行分析之前包括：
[0016]收集不同光照条件和拍摄角度下的红火蚁巢穴图像数据集，利用所述红火蚁巢穴图像数据集对预先搭建好的神经网络模型进行训练，得到训练好的神经网络模型并将其加载到所述中央处理装置；
[0017]其中，所述训练好的神经网络模型的输入为所述环境图像，输出为所述环境图像中包含或者不包含红火蚁巢穴。
[0018]进一步地，所述第一测距装置包括舵机和激光测距传感器，所述舵机安装在所述无人机的底部，所述激光测距传感器与所述舵机转动连接。
[0019]进一步地，所述探测指令的生成过程包括：
[0020]从所述环境图像中提取巢穴中心点，根据所述巢穴中心点在所述环境图像中的第一位置信息，获取所述巢穴中心点相对于所述图像采集装置的第一位姿；
[0021]获取所述图像采集装置相对于所述舵机的第二位姿，根据所述第一位姿和所述第二位姿获取所述舵机所需的偏转信号，以使得所述舵机驱动所述激光测距传感器朝向所述巢穴中心点；
[0022]利用所述中央处理装置生成所述舵机的启动信号，再连同所述偏转信号进行封装形成探测指令。
[0023]进一步地，所述地面管控中心引入协同定位算法对所述无人机群所上传的所有目标位置信息进行分析处理，并在所述任务区域关联的地图中标注出所有红火蚁巢穴包括：
[0024]所述地面管控中心依次以单个目标位置信息为圆心，并按照预设半径划分出搜索范围；
[0025]若识别到所述搜索范围内存在多个目标位置信息时，将所述多个目标位置信息形成位置集合，再利用协同定位算法对所述位置集合进行解析得到最优位置信息并在所述地图中作出标记；
[0026]或者，若识别到所述搜索范围内不存在其他目标位置信息时，直接根据所述单个目标位置信息在所述地图中作出标记。
[0027]第二方面，提供一种基于无人机群的红火蚁巢穴探测系统，包括无人机群和地面管控中心，所述无人机群中的任一无人机包括：
[0028]飞行控制模块，用于控制无人机在任务区域内与所述无人机群中的其他无人机进行自主协同覆盖探测；
[0029]图像采集装置，用于对无人机下方的环境信息进行采集，得到环境图像；
[0030]中央处理装置，用于对所述环境图像进行解析，且在识别到所述环境图像中包含红火蚁巢穴时生成探测指令；
[0031]第一测距装置，用于对所述探测指令进行响应，获取无人机到所述红火蚁巢穴之间的第一距离信息；
[0032]定位装置，用于获取无人机的当前位置信息；
[0033]所述中央处理装置还用于对所述当前位置信息和所述第一距离信息进行解析得
到目标位置信息；
[0034]通信装置，用于将所述目标位置信息上传至地面管控中心；
[0035]所述地面管控中心用于在所述无人机群完成对所述任务区域的探测任务之后，引入协同定位算法对所述无人机群所上传的所有目标位置信息进行分析处理，并在所述任务区域关联的地图中标注出所有红火蚁巢穴。
[0036]进一步地，所述飞行控制模块包括飞控计算机和第二测距装置；
[0037]所述任务区域包含若干个子区域，当无人机进入其中一个子区域进行探测时，所述第二测距装置用于对无人机与周围其他物体之间的第二距离信息进行实时采集，所述中央处理装置还用于对所述第二距离信息进行实时解析得到当前最佳速度，所述飞控计算机用于调整无人机以所述当前最佳速度飞行。
[0038]本专利技术至少具有以下有益效果：通过无人机群在任务区域内自主进行近距离、大范围的协同覆盖探测，无需操作人员亲自进入该任务区域进行盲目排查以避免被红火蚁叮咬的风险，大幅度提高对红火蚁巢穴的探测效率；针对无人机群在探测过程中所发送的所有目标位置信息，通过地面管控中心采用协同定位算法进行分析以在该任务区域所关联的地图上作出关于所有红火蚁巢穴的位置标记，可以提高对红火蚁巢穴的定位精度，方便操作人员有目的性地前往红火蚁巢穴所在位置执行有效的防治工作。
附图说明
[0039]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法，其特征在于，所述方法包括：当无人机群在任务区域内进行自主协同覆盖探测时，对于所述无人机群中的任一无人机，所述无人机利用搭载的图像采集装置对本体下方的环境信息进行采集，得到环境图像；所述无人机利用内部的中央处理装置对所述环境图像进行分析，且在识别到所述环境图像中包含红火蚁巢穴时生成探测指令；所述无人机利用搭载的第一测距装置对所述探测指令进行响应，获取本体到所述红火蚁巢穴之间的第一距离信息；所述无人机利用所述中央处理装置对本体的当前位置信息和所述第一距离信息进行解析得到目标位置信息，再利用内部的通信装置将所述目标位置信息上传至地面管控中心；当所述无人机群完成对所述任务区域的探测任务时，所述地面管控中心引入协同定位算法对所述无人机群所上传的所有目标位置信息进行分析处理，并在所述任务区域关联的地图中标注出所有红火蚁巢穴。2.根据权利要求1所述的基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法，其特征在于，所述无人机群中的任一无人机飞行在地面上方3m至5m处。3.根据权利要求1所述的基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法，其特征在于，所述无人机群在任务区域内进行自主协同覆盖探测包括：所述任务区域包含若干个子区域，当所述无人机进入其中一个子区域进行探测时，所述无人机利用搭载的第二测距装置对本体与周围其他物体之间的第二距离信息进行实时采集；所述无人机利用所述中央处理装置对所述第二距离信息进行实时解析得到当前最佳速度，再利用内部的飞控计算机调整本体以所述当前最佳速度飞行。4.根据权利要求3所述的基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法，其特征在于，当所述无人机进入其中一个子区域进行探测时，还包括：所述地面管控中心记录所述无人机的探测时长，且在识别所述探测时长达到预设阈值时，制定所述无人机进入到另一个子区域所需的飞行路径并下发给所述无人机；所述无人机利用所述飞控计算机控制本体按照所述飞行路径飞行。5.根据权利要求1所述的基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法，其特征在于，在所述无人机利用内部的中央处理装置对所述环境图像进行分析之前包括：收集不同光照条件和拍摄角度下的红火蚁巢穴图像数据集，利用所述红火蚁巢穴图像数据集对预先搭建好的神经网络模型进行训练，得到训练好的神经网络模型并将其加载到所述中央处理装置；其中，所述训练好的神经网络模型的输入为所述环境图像，输出为所述环境图像中包含或者不包含红火蚁巢穴。6.根据权利要求1所述的基于无人机群的红火蚁巢穴探测方法，其特征在于，所述第一测距装置包括舵机和激光测距传感器，所述舵机安装在所述无人机的底部，所述激光测距传感器与所述舵机转动连接。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚瑶，李恪，叶豪盛，梁家平，黄晨，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：