一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统，涉及无线通信控制技术领域；为了解决喷洒全面性问题；其由多个无人机、多个智能小车以及智能云控和北斗导航模块构成，所述北斗导航模块搭载于无人机和智能小车上，且智能云控通过北斗导航模块对无人机和智能小车进行定位，从而根据控制逻辑对智能小车和无人的路径进行规划与控制，实现多体协同集群式植保工作，所述控制逻辑采用基于一点多线式集中控制模式或者一点网状通讯式互联控制模式。本发明专利技术基站可通过智能云控控制无人机和智能小车，从而实现陆空集群式协作作业，既保证了对制备喷洒作业的全面性，防止死角，又实现了高效性作业。现了高效性作业。现了高效性作业。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统


[0001]本专利技术涉及无线通信控制
，尤其涉及一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统。

技术介绍

[0002]在植保过程中，通过利用无线通信控制无人机或者无人智能小车，代替人工进行植保作业的方式已经被广泛应用，其具有高效、环境适应力强、精准的特点。
[0003]例如，经检索，中国专利公开号为CN109857141B的专利，公开了一种植保无人机喷洒系统，包括植保无人机和地面站；植保无人机包括飞行模块、飞行控制模块和喷洒模块，喷洒模块包括依次连接的水箱、水泵、流量计和喷头；地面站根据作业区域信息、待喷洒作物信息和植保无人机的信息，确定待喷洒作物的目标喷洒量、植保无人机的目标飞行速度和植保无人机的飞行线路信息并发送给飞行控制模块；飞行控制模块控制飞行模块按照飞行线路和目标飞行速度飞行。
[0004]上述专利存在以下不足：其地面站对植保无人机的控制实现农药的喷洒，但是其仅能实现由上而下的喷洒，对于枝繁叶茂且株距较小的植被来说，其叶片下方和底部无法被喷洒，从而无法形成三维空间的无死角喷洒。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统，其由多个无人机、多个智能小车以及智能云控和北斗导航模块构成，所述北斗导航模块搭载于无人机和智能小车上，且智能云控通过北斗导航模块对无人机和智能小车进行定位，从而根据控制逻辑对智能小车和无人的路径进行规划与控制，实现多体协同集群式植保工作。
[0008]优选地：所述控制逻辑采用基于一点多线式集中控制模式或者一点网状通讯式互联控制模式。
[0009]进一步地：所述基于一点多线式集中控制模式的控制逻辑如下：
[0010]A1：设定基站并建立连接；设置搭载有智能云控的控制基站，并将基站与无人机、智能小车建立通信连接；
[0011]A2：编号并获取实时位置，对每个无人机和智能小车设置唯一的编号，并通过无人机和智能小车的北斗导航模块，配合通信连接，利用基站获取每个无人机和智能小车的当前位置；
[0012]A3：地形勘测与路径规划，根据植保区域大小以及植保区域植被的植株高度个株距建立三维地形图，并根据地形图规划作业路径；
[0013]A4：任务执行和执行监测，根据无人机和智能小车的当前位置以及作业路径对无
人机和智能小车进行远程控制驱动作业，并在作业过程中，无人机和小车实时反馈当前位置，控制基站根据当前位置与规划路径对无人机和智能小车进行位置修正，直至作业结束。
[0014]在前述方案的基础上：所述一点网状通讯式互联控制模式的控制逻辑如下：
[0015]B1：设定基站并建立连接；设置搭载有智能云控的控制基站，并将基站与无人机、智能小车建立通信连接，同时将无人机之间、智能小车之间建立通信连接；
[0016]B2：编号并获取实时位置，对每个无人机和智能小车设置唯一的编号，并通过无人机和智能小车的北斗导航模块，配合通信连接，利用基站获取每个无人机和智能小车的当前位置，并利用无人机之间、智能小车之间以及无人机与智能小车之间的通信获取无人机与智能小车的相对位置；
[0017]B3：地形勘测与路径规划，根据植保区域大小以及植保区域植被的植株高度个株距建立三维地形图，并根据地形图规划作业路径；
[0018]B4：任务执行和执行监测，根据无人机和智能小车的当前位置以及作业路径对无人机和智能小车进行远程控制驱动作业，并在作业过程中，通过无人机之间、智能小车之间以及无人机与智能小车之间的相对位置结合路径进行位置修正；
[0019]所述B4步骤中，路径修正的具体方法包括以下步骤：
[0020]B41：首先根据路径规划和作业时间确定无人机之间、智能小车之间以及无人机和智能小车之间的正确相对位置；
[0021]B42：对于单个无人机或者智能小车，利用其它无人机或者智能小车与其的相对位置对其的位置正确性进行投票；
[0022]B43：以位置正确得票数最高的无人机或者智能小车作为基准点，利用当前相对位置结合正确相对位置，对除此之外的其他无人机和智能小车进行路径修正。
[0023]在前述方案中更佳的方案是：所述智能小车包括车体、通过螺栓固定于车体顶部的水箱、通过螺栓固定于水箱顶部的箱盖以及通过调节部连接于箱盖顶部的喷头部，所述水箱的内部设置有水泵，水泵通过软管连接于喷头部底部的进水口。
[0024]作为本专利技术进一步的方案：所述调节部由至少三个等角度圆形阵列的电动伸缩器以及固定环组成，所述电动伸缩器的伸缩端通过万向连接球头活动连接于固定环的底部，所述电动伸缩器的底部通过另一组万向连接球头活动连接于箱盖的顶部。
[0025]同时，所述车体的左右对称中心处设置有水平仪一，所述车体的前后对称中心处设置有水平仪二，所述水平仪一与水平仪二结构相同，且相互垂直布置，所述水平仪一与水平仪二包括盒体和通过螺栓固定与盒体顶部的盒盖，所述盒体的内壁通过螺栓固定有导向杆，导向杆的外壁滑动配合有绝缘球，绝缘球的一侧外壁粘接与电极头，盒体位于电极头正对位置的内侧壁通过螺栓固定有电阻片，所述电阻片、电极头串联于具有电源和电流计的电路内，且所述导向杆位于绝缘球两侧的外壁分别套设有绝缘弹簧一和绝缘弹簧二。
[0026]作为本专利技术的一种优选的：所述电阻片与电极头之间存在间隙，且所述盒体通过连接管连接于水箱的底部侧壁。
[0027]同时，所述喷头部包括伸缩管件和旋转管件；
[0028]所述伸缩管件包括锥管和活动配合于锥管内壁的空心活塞，所述空心活塞的顶部外壁焊接有空心活塞杆，所述空心活塞杆的顶部外壁设置有螺纹凸台；
[0029]所述旋转管件包括可拆卸管、均匀开设于可拆卸管侧壁的喷孔和焊接于喷孔外壁
的喷管以及设置于喷管外壁且倾斜向上的喷头，所述喷管由上而下其横向跨度递增。
[0030]作为本专利技术的一种更优的方案：所述可拆卸管的底部内壁通过螺纹连接于螺纹凸台的外壁，且所述螺纹凸台的外壁通过螺纹连接有防松螺母。
[0031]本专利技术的有益效果为：
[0032]1.本专利技术，基站可通过智能云控控制无人机和智能小车，从而实现陆空集群式协作作业，既保证了对制备喷洒作业的全面性，防止死角，又实现了高效性作业。
[0033]2.本专利技术，采用一点网状通讯式互联控制模式作为控制逻辑，从而使得当作业距离基站较远时，能通过集群中的相互通信，采用投票方式确定基准，再以基准进行路径修正，从而保证集群式作业的路径精准度的同时也能降低因通讯距离导致的通信延迟。
[0034]3.本专利技术，通过设置调节部，利用多个电动伸缩器可实现不同角度的位置调节，从而可使得车体在处于非水平地面时，能保证喷头部的竖直度，从而保证喷洒的均匀程度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统，其特征在于，其由多个无人机、多个智能小车以及智能云控和北斗导航模块构成，所述北斗导航模块搭载于无人机和智能小车上，且智能云控通过北斗导航模块对无人机和智能小车进行定位，从而根据控制逻辑对智能小车和无人的路径进行规划与控制，实现多体协同集群式植保工作。2.根据权利要求1所述的一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统，其特征在于，所述控制逻辑采用基于一点多线式集中控制模式或者一点网状通讯式互联控制模式。3.根据权利要求2所述的一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统，其特征在于，所述基于一点多线式集中控制模式的控制逻辑如下：A1：设定基站并建立连接；设置搭载有智能云控的控制基站，并将基站与无人机、智能小车建立通信连接；A2：编号并获取实时位置，对每个无人机和智能小车设置唯一的编号，并通过无人机和智能小车的北斗导航模块，配合通信连接，利用基站获取每个无人机和智能小车的当前位置；A3：地形勘测与路径规划，根据植保区域大小以及植保区域植被的植株高度个株距建立三维地形图，并根据地形图规划作业路径；A4：任务执行和执行监测，根据无人机和智能小车的当前位置以及作业路径对无人机和智能小车进行远程控制驱动作业，并在作业过程中，无人机和小车实时反馈当前位置，控制基站根据当前位置与规划路径对无人机和智能小车进行位置修正，直至作业结束。4.根据权利要求2所述的一种基于智能云控的多体协同集群式植保系统，其特征在于，所述一点网状通讯式互联控制模式的控制逻辑如下：B1：设定基站并建立连接；设置搭载有智能云控的控制基站，并将基站与无人机、智能小车建立通信连接，同时将无人机之间、智能小车之间建立通信连接；B2：编号并获取实时位置，对每个无人机和智能小车设置唯一的编号，并通过无人机和智能小车的北斗导航模块，配合通信连接，利用基站获取每个无人机和智能小车的当前位置，并利用无人机之间、智能小车之间以及无人机与智能小车之间的通信获取无人机与智能小车的相对位置；B3：地形勘测与路径规划，根据植保区域大小以及植保区域植被的植株高度个株距建立三维地形图，并根据地形图规划作业路径；B4：任务执行和执行监测，根据无人机和智能小车的当前位置以及作业路径对无人机和智能小车进行远程控制驱动作业，并在作业过程中，通过无人机之间、智能小车之间以及无人机与智能小车之间的相对位置结合路径进行位置修正；所述B4步骤中，路径修正的具体方法包括以下步骤：B41：首先根据路径规划和作业时间确定无人机之间、智能小车之间以及无人机和智能小车之间的正确相对位置；B42：对于单个无人机或者智能小车，利用其它无人机或者智能小车与其的相对位置对其的位置正确性进行投票；B43：以位置正确得票数最高的无人机或者智能小车作为基准点，利用当前相对位置结合正确相对位置，对除此之外的其他无人机和智能小...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫玮，刘旭，傅晓锦，
申请(专利权)人：太仓阿尔法数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：