【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种林业病虫害无人机喷洒治理系统，属于林业虫害治理。
技术介绍
1、林业病虫害无人机又称植保无人机，是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台、导航飞控和喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等，在林业病虫害治理中应用比较广泛，现有的林业病虫害无人机作业时，主要通过操控者控制无人机对需要治理的区域进行喷洒药剂，不能主动判断该区域位置是否重复多次喷药，为此，中国专利公开号：cn114852340a，公开了一种林业病虫害无人机喷洒治理系统，通过在无人机本体重复飞行时，该位置的画面信息重新上传数据存储模块内部，此时区域识别分析模块再次对画面中的主要特征进行标记，并与数据存储模块内部原先存储的画面数据逐个进行比对，比对信息相互匹配，从而判断出该位置已重复喷药；但由于山林地形和林木高低关系，喷洒无人机进行喷洒作业时，需要根据林木高度调整喷洒高度，因此，喷洒无人机的高度和经纬度均处于一个动态状态，由于喷洒无人机处于不同的高度，喷洒下的雾化带宽度存在很大的差异，上述喷洒治理系统无法实现精确高度定位和位置定位，前后次喷洒对接时，容易出现喷洒死角；且现有的喷洒作业时，需要人工进行控制参与喷洒路径，容易出现前后次喷洒路径重合或出现喷洒死角现象。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提出了一种林业病虫害无人机喷洒治理系统，能够自动生成喷洒路径，且在同一喷洒路径和相邻喷洒路径上不会出现喷洒死角现象。
2、
3、喷洒无人机，所述喷洒无人机包括作业无人机和备机无人机；
4、当前药量监测模块，所述当前药量监测模块安装于喷洒无人机上，所述当前药量监测模块包括接入监测控制器的液位变送器、计时器和流量变送器，所述液位变送器安装于喷洒无人机的药壶内，所述流量变送器安装于喷洒无人机的出液管路上；所述监测控制器连接有临时存储器；
5、标定终端，所述标定终端包括第一标定终端和第二标定终端，所述第一标定终端固定于喷洒无人机上，所述第二标定终端活动设置于无人机起飞点，所述第一标定终端和第二标定终端均包括经纬度定位模块和海拔高度计量仪；所述第一标定终端的经纬度定位模块和海拔高度计量仪接入到监测控制器；所述第二标定终端的经纬度定位模块和海拔高度计量仪接入到标定控制器；
6、脱机通信模块，所述脱机通信模块为固定于喷洒无人机上的蓝牙通信模块，所述蓝牙通信模块接入到监测控制器；
7、避障模块，所述避障模块固定于喷洒无人机上，所述避障模块包括布置于无人机上的寻迹模块，及安装于无人机底部的第一避障视觉传感器，所述寻迹模块和第一避障视觉传感器接入到避障控制器，所述避障控制器与喷洒无人机的舵机模块通信连接；
8、现场控制平台，所述喷洒无人机、当前药量监测模块和起飞点标定终端接入到现场控制平台；所述现场控制平台连接有手动和自动切换按钮、跟随和返回按钮和召回按钮；
9、备机起飞计算模块，所述备机起飞计算模块内置于现场控制平台。
10、喷洒无人机采用一组或多组作业无人机和备机无人机，其中，作业无人机和备机无人机身份相互交替，即当备机无人机进入到喷洒位置进行工作时，此时，备机无人机身份转换为作业无人机，作业无人机回到起飞点进行加油和加注喷洒液时，作业无人机身份转换为备机无人机；
11、喷洒无人机工作时，作业无人机上的当前药量监测模块实时反馈剩余喷洒量，并计算剩余喷洒时间，现场控制平台通过标定终端获取作业无人机和起飞点的海拔高度和经纬度数据，接着，通过现场控制平台计算作业无人机和起飞点之间的距离、路径和需要飞行时间；并备机起飞计算模块进行备机无人机起飞时机计算；备机无人机起飞后，通过脱机通信模块与作业无人机通信，实现可相互发送控制指令；备机无人机飞向工作无人机时，通过避障模块进行避障并对工作无人机进行寻迹和跟随；完成寻迹和跟随后，作业无人机返回起飞点，备机无人机进入作业无人机作业位进行喷洒作业。
12、监测控制器进行当前药量计算时，通过液位变送器实时监测药壶内当前液位数据，并根据药壶体积计算得到当前剩余药量，并根据流量变送器获取的流量数据，计算药壶内药液喷洒完的需要计算时间值，当监测控制器给喷洒无人机的压力泵开启信号时，监测控制器同步给计时器信号，计时器计时，通过在监测控制器内预设完成满壶药壶药液需求的平均时间，并通过平均时间减去计时器计时时间，即可得到药壶内药液喷洒完的需要估算时间值；计时器的启停随压力泵的启停同步进行，当喷洒无人机返航时，计时器自动清零；监测控制器实时将计算时间值和估算时间值反馈到现场控制平台。
13、当前药量监测模块实时将剩余药量喷洒时间数据、经纬度数据和海拔高度数据实时反馈到现场控制平台，现场控制平台获取当前药壶剩余喷洒时间，及无人机从起飞点飞至当前正在工作的作业无人机需要的飞行时间，当剩余喷洒时间与飞行时间的时间差值低于第一设定时间阈值时，备机起飞计算模块发出准备起飞指令，当时间差值低于第二设定时间阈值时，备机起飞计算模块发出起飞指令，通过现场控制平台切换手动起飞模式和自动起飞模式，实现备机无人机起飞操作，当处于手动起飞模式时，需要在现场控制平台上按下起飞按钮，当处于自动起飞模式时，现场控制平台直接控制备机无人机起飞操作；
14、无人机从起飞点飞至当前正在工作的作业无人机需要的飞行时间计算如下：
15、通过第一标定终端和第二标定终端的海拔高度计量仪计算获取两者直线高度差，通过第一标定终端和第二标定终端均的经纬度定位模块的经纬度计算两者之间的直线水平距离，接着将直线高度差和直线水平距离分别作为直角三角形的两条直角边，从而通过勾股定理计算斜边长度，斜边长度即为第一标定终端和第二标定终端之间的直线距离，并将直线距离除以喷洒无人机平均飞行速度得到匀速飞行时间，并将匀速飞行时间加上预设的初始段爬升准备时间即可得到从起飞点飞至目标点的飞行时间。
16、备机无人机起飞前，备机起飞计算模块将计算的飞行路径或飞行终点传递至备机无人机的临时存储器，接着，备机无人机根据预设的飞行路径或飞行终点起飞，当距离飞行终点设定距离阈值时，避障模块开启，当避障模块监测到与作业无人机间距达到设定距离后，备机无人机拉升2~3m，并向作业无人机持续靠近，直到蓝牙通信模块自动匹配连接，备机无人机通过蓝牙通信模块向作业无人机发送悬停指令，此时，备机无人机对作业无人机进行寻迹，寻迹方向为避障模块监测方向，避障控制器通过第一避障视觉传感器监测备机无人机是否到达工作无人机正上方，当监测达到正上方时，测定备机无人机和作业无人机之间的高度差；此时，根据现场控制平台预先发送的跟随模式或返回模式进行工作，当进行返回模式时，无论作业无人机是否完成药壶内药液喷洒，作业无人机直接返回到起飞点，备机无人机下降测定的高度差，顶替作业无人机位置，并继续喷洒作业；当工作在跟随模式时，作业无人机进行喷洒作业，同时，备机无人机通过第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述寻迹模块为固定于喷洒无人机顶部的激光雷达模块；或固定于喷洒无人机周向的多个第二避障视觉传感器，相邻所述第二避障视觉传感器监测角度设置有重叠区。
3.根据权利要求2所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述激光雷达模块和喷洒无人机之间设置有360°电动回转平台。
4.根据权利要求1所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述现场控制平台通信连接有林区拟合模块，所述林区拟合模块包括林区边界线标定组件，所述林区边界线标定组件为携带摄像头的测位无人机，所述测位无人机上安装有拟合采集控制器，所述拟合采集控制器分别连接有同步时钟模块、经纬度定位模块和摄像头，所述拟合采集控制器输出端接入到现场控制平台；所述现场控制平台还连接有轨迹处理设备。
5.根据权利要求4所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述轨迹处理设备包括数据解析模块、路径选定模块和林区拟合生成模块；所述现场控制平台获取拟合采集控制
6.根据权利要求5所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述现场控制平台上设置有喷洒路径自动生成模块；所述喷洒路径自动生成模块包括拟合作业区获取模块、划分设定模块和喷洒路径生成模块；所述拟合作业区获取模块与林区拟合生成模块通信，获取拟合作业区数据，接着，通过划分设定模块先选择作业模式，再选择喷洒带宽，完成选择确定后，喷洒路径生成模块自动生成喷洒方式，所述作业模式为区块喷洒模式、直线喷洒模式和S型喷洒模式，所述自动生成喷洒方式为输出N组经纬度轨迹线。
7.根据权利要求4所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述林区边界线标定组件为便携终端，所述便携终端内置有便携采集控制器，所述便携采集控制器分别连接有启停按钮和经纬度定位模块，所述便携采集控制器输出端接入到现场控制平台。
...【技术特征摘要】
1.一种林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述寻迹模块为固定于喷洒无人机顶部的激光雷达模块；或固定于喷洒无人机周向的多个第二避障视觉传感器，相邻所述第二避障视觉传感器监测角度设置有重叠区。
3.根据权利要求2所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述激光雷达模块和喷洒无人机之间设置有360°电动回转平台。
4.根据权利要求1所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述现场控制平台通信连接有林区拟合模块，所述林区拟合模块包括林区边界线标定组件，所述林区边界线标定组件为携带摄像头的测位无人机，所述测位无人机上安装有拟合采集控制器，所述拟合采集控制器分别连接有同步时钟模块、经纬度定位模块和摄像头，所述拟合采集控制器输出端接入到现场控制平台；所述现场控制平台还连接有轨迹处理设备。
5.根据权利要求4所述的林业病虫害无人机喷洒治理系统，其特征在于：所述轨迹处理设备包括数据解析模块、路径选定模块和林区拟合生成模块；所述现场控制平台获取拟合采集控制器发出的打包文件，打包文件送入到数据解析模块，数据解析模块输出带时间的实景视频文件和带时间的经纬度轨迹线文件；所述实景视频文件和经纬度轨迹线文件...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兰玉，梅雪鸿，曹荣宇，刘伟，马圣芹，杨小芹，
申请(专利权)人：山东源泉机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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