基于無(wú)人飛行器的放牧系統(tǒng)及其放牧方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于畜養(yǎng)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于無(wú)人飛行器的放牧系統(tǒng)及其放牧方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有畜牧工作中，要求能夠?qū)Ρ环拍恋膶?duì)象的良好的位置跟蹤，因?yàn)橄衽?、羊、馬這些牲畜，在放牧中是有一定自由度在草原上自由活動(dòng)的，傳統(tǒng)方式是通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的看護(hù)者來(lái)跟隨看護(hù)，并且有條件的情況下還會(huì)借助牧羊犬等。但是這種方式人力成本較高，而且難以大規(guī)模復(fù)制。隨著無(wú)人飛行器技術(shù)的成熟，已經(jīng)有人提出要利用無(wú)人飛行器的飛行巡視功能來(lái)幫助畜牧工作更好的實(shí)現(xiàn)。但是，利用現(xiàn)有的無(wú)人飛行器去進(jìn)行巡視也會(huì)存在技術(shù)不成熟的問(wèn)題，比如，要是通過(guò)GPS的原理去跟蹤，那么每頭牲畜要配置GPS模塊，這樣的成本過(guò)高，不夠經(jīng)濟(jì)；如果是通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)判斷，那么對(duì)于大量牲畜匯聚在某個(gè)區(qū)域的情況下，圖像識(shí)別的數(shù)據(jù)處理壓力很大，并且數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率難以控制；其他類似的遙感技術(shù)都有著類似不完美的地方，或者成本過(guò)高不現(xiàn)實(shí)，或者就是難以準(zhǔn)確定位和識(shí)別每頭牲畜。所以，目前相對(duì)而言比較成熟的牲畜管理方式，僅僅是利用RFID標(biāo)簽技術(shù)，給牲畜打上電子耳標(biāo)，相當(dāng)于每頭牲畜有了身份證。然后在一些關(guān)鍵的出入口設(shè)置讀卡器，根據(jù)這些牲畜在這些出入口的通過(guò)情況，以及這些出入口所代表的分區(qū)邏輯，來(lái)判斷從一個(gè)較大分區(qū)的概念，這些牲畜當(dāng)前大致處于什么位置。但無(wú)法及時(shí)統(tǒng)計(jì)羊群數(shù)量，不利于放牧管理。
[0003]無(wú)人飛行器航拍是一個(gè)集單片機(jī)技術(shù)、航拍傳感器技術(shù)、GPS導(dǎo)航航拍技術(shù)、通訊航拍服務(wù)技術(shù)、飛行控制技術(shù)、任務(wù)控制技術(shù)、編程技術(shù)等多技術(shù)并依托于硬件的高科技產(chǎn)物，其拍攝影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢(shì)性的優(yōu)點(diǎn)。且無(wú)人飛行器為航拍攝影提供了操作方便，易于轉(zhuǎn)場(chǎng)的遙感平臺(tái)；起飛降落受場(chǎng)地限制較小，在操場(chǎng)、公路或其他較開(kāi)闊的地面均可起降，其穩(wěn)定性、安全性好，轉(zhuǎn)場(chǎng)等非常容易；小型輕便、低噪節(jié)能、高效機(jī)動(dòng)、影像清晰、輕型化、小型化、智能化更是無(wú)人飛行器航拍的突出特點(diǎn)。在例如人無(wú)法靠近的環(huán)境下采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0004]專利文獻(xiàn)CN104156821公開(kāi)了一種基于無(wú)人機(jī)的自然草場(chǎng)畜牧業(yè)管理方法，其特征在于，所述基于無(wú)人機(jī)的自然草場(chǎng)畜牧業(yè)管理方法的具體方法為:1)在每一個(gè)畜牧單位上設(shè)置顏色定位裝置；2)根據(jù)畜牧區(qū)域的草場(chǎng)面積以及形狀對(duì)無(wú)人機(jī)的航線進(jìn)行規(guī)劃；3)控制無(wú)人機(jī)按照步驟2)中所設(shè)定的航線進(jìn)行巡航，并在巡航過(guò)程中通過(guò)搭載在無(wú)人機(jī)機(jī)身上的遙感設(shè)備對(duì)一定范圍內(nèi)的每一個(gè)顏色識(shí)別裝置，以及顏色識(shí)別裝置的數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)與追蹤；4)當(dāng)步驟3)中，無(wú)人機(jī)所追蹤的顏色識(shí)別裝置數(shù)量減少，且持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，無(wú)人機(jī)擴(kuò)大其最外側(cè)航線的覆蓋面積，并在修改后的航線中進(jìn)行巡航。該專利使得自然草場(chǎng)內(nèi)的畜牧單位在無(wú)人機(jī)的巡航過(guò)程中受到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而使得工作人員可以實(shí)時(shí)掌控草場(chǎng)內(nèi)的畜牧情況，但該專利無(wú)法對(duì)每個(gè)動(dòng)物進(jìn)行識(shí)別和統(tǒng)計(jì)處理，無(wú)法獲在某個(gè)時(shí)間或某個(gè)位置的動(dòng)物分布情況，無(wú)法調(diào)整無(wú)人飛行器的識(shí)別精度和范圍；無(wú)法形成動(dòng)物的大數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行后期管理分析以及發(fā)生走丟動(dòng)物時(shí)，無(wú)法調(diào)用最近一次的數(shù)據(jù)記錄，幫助進(jìn)行找回。
[0005]專利文獻(xiàn)CN104777847公開(kāi)了一種基于機(jī)器視覺(jué)和超寬帶定位技術(shù)的無(wú)人機(jī)目標(biāo)追蹤系統(tǒng)，其包括地面控制平臺(tái)S1和無(wú)人機(jī)跟蹤器S2。其中地面控制平臺(tái)包括:(1)飛行控制軟件、(2)數(shù)據(jù)傳輸模塊、(3)視頻顯示界面；無(wú)人機(jī)跟蹤器包括:(4)微處理器、(5)FPGA、(6)定位模塊、(7)機(jī)載傳感器、⑶智能視覺(jué)模塊、(9)飛行控制模塊、(10)數(shù)據(jù)傳輸模塊。該無(wú)人飛行器通過(guò)地面控制平臺(tái)發(fā)送目標(biāo)跟蹤指令，無(wú)人機(jī)跟蹤器接收到目標(biāo)跟蹤指令后將智能視覺(jué)模塊采集到的圖像采用H0G特征與SVM相結(jié)合的快速目標(biāo)檢測(cè)算法來(lái)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)在圖像坐標(biāo)系中的位置，自動(dòng)化程度高、易于操作、精度高、實(shí)時(shí)跟蹤性能優(yōu)越、空間坐標(biāo)數(shù)字化，但其無(wú)法對(duì)大數(shù)量的動(dòng)物進(jìn)行并發(fā)的識(shí)別和統(tǒng)計(jì)處理，無(wú)法獲在某個(gè)時(shí)間或某個(gè)位置的動(dòng)物分布情況，無(wú)法調(diào)整無(wú)人飛行器的識(shí)別精度和范圍；無(wú)法形成動(dòng)物的大數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行后期管理分析以及發(fā)生走丟動(dòng)物時(shí)，無(wú)法調(diào)用最近一次的數(shù)據(jù)記錄，幫助進(jìn)行找回。
[0006]因此，本領(lǐng)域急需要解決的技術(shù)問(wèn)題具體需求如下:能夠較為準(zhǔn)確的掌握被放牧對(duì)象的位置，多種搜索模式以方便發(fā)現(xiàn)動(dòng)物；能夠?qū)Υ髷?shù)量的動(dòng)物進(jìn)行并發(fā)的識(shí)別和統(tǒng)計(jì)處理，獲在某個(gè)時(shí)間或某個(gè)位置的動(dòng)物分布情況，調(diào)整無(wú)人飛行器的識(shí)別精度和范圍；形成動(dòng)物的大數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行后期管理分析以及發(fā)生走丟動(dòng)物時(shí)，可以調(diào)用最近一次的數(shù)據(jù)記錄，幫助進(jìn)行找回。
[0007]在【背景技術(shù)】部分中公開(kāi)的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國(guó)中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于無(wú)人飛行器的放牧系統(tǒng)，所述放牧系統(tǒng)包括設(shè)在動(dòng)物身上的電子標(biāo)簽和設(shè)在無(wú)人飛行器上的提供所述無(wú)人飛行器的位置的定位模塊、測(cè)量所述無(wú)人飛行器的高度的高度計(jì)和接收所述電子標(biāo)簽發(fā)射的識(shí)別信息的射頻識(shí)別t吳塊。
[0010]當(dāng)所述射頻識(shí)別模塊識(shí)別到所述電子標(biāo)簽發(fā)射的識(shí)別信息時(shí)，當(dāng)前的識(shí)別時(shí)間、識(shí)別位置和識(shí)別信息組成記錄數(shù)據(jù)，所述射頻識(shí)別模塊存儲(chǔ)和處理所述記錄數(shù)據(jù)，所述識(shí)別位置是以所述定位模塊提供的所述無(wú)人飛行器的位置為圓心，所述射頻識(shí)別模塊的遙感范圍R為半徑的圓形區(qū)域，所述半徑R可通過(guò)調(diào)整所述無(wú)人飛行器高度Η而變化。
[0011]優(yōu)選地，所述放牧系統(tǒng)還包括設(shè)在無(wú)人飛行器上的飛行控制模塊和與所述無(wú)人飛行器無(wú)線通信的飛行控制臺(tái)，所述飛行控制模塊基于預(yù)定的飛行路線或用戶通過(guò)所述飛行控制臺(tái)手動(dòng)控制所述無(wú)人飛行器的飛行狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選地，所述射頻識(shí)別模塊包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)所有電子標(biāo)簽的識(shí)別信息和存儲(chǔ)識(shí)別后的所述記錄數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選地，所述射頻識(shí)別模塊還包括處理模塊，所述處理模塊基于所述識(shí)別時(shí)間和/或識(shí)別位置對(duì)相應(yīng)的所述識(shí)別信息進(jìn)行處理。
[0014]優(yōu)選地，安裝在所述無(wú)人飛行器上的云臺(tái)可調(diào)整安裝在其上的攝像設(shè)備。
[0015]優(yōu)選地，所述飛行控制臺(tái)包括GIS模塊和拍攝控制模塊，所述GIS模塊可在電子地圖上根據(jù)預(yù)設(shè)條件生成所述無(wú)人飛行器的飛行路線，所述拍攝控制模塊控制所述云臺(tái)調(diào)整所述攝像設(shè)備的位置參數(shù)。
[0016]優(yōu)選地，所述GIS模塊包括GIS信息導(dǎo)入導(dǎo)出單元、信息展示單元和信息維護(hù)單元，其中，所述GIS信息導(dǎo)入導(dǎo)出單元用于GIS地圖中無(wú)人飛行器的飛行路線的信息的導(dǎo)入和導(dǎo)出；所述信息展示單元用于在GIS地圖上展示飛行路線的信息；所述信息維護(hù)單元用于在GIS地圖上瀏覽、編輯和刪除飛行路線的信息。
[0017]優(yōu)選地，所述放牧系統(tǒng)包括設(shè)在領(lǐng)頭動(dòng)物身上的GPS模塊，所述定位模塊接收所述GPS模塊發(fā)送的位置信息以定位所述無(wú)人飛行器。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，使用基于無(wú)人飛行器的放牧系統(tǒng)的放牧方法包括以下步驟。
[0019]第一步驟中，所述無(wú)人飛行器基于預(yù)定的飛行路線巡視或用戶通過(guò)飛行控制臺(tái)手動(dòng)控制所述無(wú)人飛行器進(jìn)行巡視。
[0020]第二步驟中，當(dāng)所述射頻識(shí)別模塊識(shí)別到所述電子標(biāo)簽發(fā)射的識(shí)別信息時(shí)，所述射頻識(shí)別模塊存儲(chǔ)當(dāng)前的所述識(shí)別信息以及基于所述識(shí)別信息的識(shí)別時(shí)間和識(shí)別位置的記錄數(shù)據(jù)。
[0021]第三步驟中，所述無(wú)人飛行器巡視完成后，所述射頻識(shí)別模塊處理所述記錄數(shù)據(jù)以確定是否所有的動(dòng)物被識(shí)別，當(dāng)還有動(dòng)物未被識(shí)別時(shí)，所述無(wú)人飛行器返回第一步驟
(S1)繼續(xù)巡視直到所有的動(dòng)物被識(shí)別。。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，使用基于無(wú)人飛行器的放牧系統(tǒng)的放牧方法包括以下步驟。
[0023]第一步驟中，所述無(wú)人飛行器基于預(yù)定的飛行路線巡視或用戶通過(guò)飛行控制臺(tái)手動(dòng)控制所述無(wú)人飛行器進(jìn)行巡視，所述攝像設(shè)備進(jìn)行圖像掃描以找到動(dòng)物。
[0024]第二步驟中，根據(jù)所述攝像設(shè)備圖像掃描所給出的位置，所述無(wú)人飛行器以所述位置為中心，做擴(kuò)大式的射頻識(shí)別掃描；當(dāng)所述射頻識(shí)別模塊識(shí)別到所述電子標(biāo)簽發(fā)射的識(shí)別信息時(shí)，所述射頻識(shí)別模塊存儲(chǔ)當(dāng)前的所述記錄數(shù)據(jù)。