一種基于無人機的噴劑噴灑控制方法和控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無人機的噴劑噴灑控制方法和控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前多旋翼式無人飛行器得到了極大發(fā)展，并且被專業(yè)級市場和消費級市場同時看好。多旋翼式無人飛行器之所以能夠得到如此迅速的發(fā)展，是因為相關(guān)電子技術(shù)的進步使得這種飛行器的成本迅速降低，同時安全性迅速提升。
[0003]由于其能夠?qū)崿F(xiàn)垂直起降、飛行靈活、控制方式成熟，所以已經(jīng)有人開始將其應(yīng)用于植保領(lǐng)域;應(yīng)用于植保領(lǐng)域的無人飛行器，一種最主要的使用方式是采用無人飛行器搭載有儲存有噴劑的容器以及噴灑裝置，然后通過飛行方式完成對于農(nóng)作物的藥物噴灑任務(wù)。由于無人飛行器的噴灑范圍密集可控，噴劑噴灑均勻，所以不僅使用起來非常安全，并且避免了人工噴藥會導(dǎo)致的藥物對于人體的傷害。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)，對于如何針對不同區(qū)域的農(nóng)藥需求量進行了很好的改進，例如，中國專利文獻103719062A中公開了一種可精準(zhǔn)施藥的農(nóng)藥噴灑無人機，在農(nóng)藥噴灑無人機上設(shè)置有GPS模塊和存儲有不同區(qū)域施藥量策略的數(shù)據(jù)庫，GPS模塊和數(shù)據(jù)庫均連接至單片機，單片機連接有告警模塊和顯示模塊，單片機的輸出控制信號通過RS232接口控制位于施藥管道上的施藥流量閥門，該發(fā)明能夠根據(jù)不同的區(qū)域?qū)r(nóng)藥的需求量進行精準(zhǔn)施藥，從而提高了農(nóng)藥的利用效率，杜絕了浪費現(xiàn)象，避免了施藥不足問題的出現(xiàn)。
[0005]但是一個問題是，由于當(dāng)前主要采用無線通信的方式去控制在天上飛行的無人飛行器，由于場地或者信號干擾等一些不可控因素，有時候會導(dǎo)致無人飛行器在飛行中失控或者短暫失控。
[0006]現(xiàn)在針對無人飛行器的空中失控已經(jīng)有一些針對性的處理辦法，比如從GPS導(dǎo)航控制模式轉(zhuǎn)到人工控制模式來解決，或者從人工控制模式轉(zhuǎn)到自動返航模式/應(yīng)急模式來解決。但是一個問題是，噴劑的噴灑路線往往是預(yù)先規(guī)劃好的，經(jīng)由預(yù)先規(guī)劃好的路線，就能實現(xiàn)最佳噴灑效果。但是，如果無人飛行器未能按照預(yù)先規(guī)劃路線飛行甚至發(fā)生飛行失控情況，彼時，或許能夠通過飛手的控制回復(fù)對無人機的控制，但對于噴劑噴灑的控制往往欠缺及時和有效性，這將導(dǎo)致噴劑的噴灑超出了預(yù)先設(shè)計好的范圍，導(dǎo)致局部區(qū)域噴劑用量不當(dāng)，影響農(nóng)作物生長。
[0007]但是，上述方案中存在的問題是:無論GPS導(dǎo)航控制模式還是人工控制模式，在無人飛行器在飛行中失控或者短暫失控時，都沒辦法很好的對噴劑噴灑設(shè)備進行及時控制，進而導(dǎo)致噴劑噴灑不當(dāng)，特別是噴劑噴灑過多的問題產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種基于無人機的噴劑噴灑控制方法和控制裝置，針對無人飛行器未能按照預(yù)先規(guī)劃路線飛行甚至發(fā)生飛行失控情況的情況，可以減少噴劑噴灑失控導(dǎo)致噴劑噴灑超出預(yù)先設(shè)計好的范圍的可能，進而減少局部區(qū)域噴劑用量不當(dāng)，而影響農(nóng)作物生長的問題發(fā)生。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種基于無人機的噴劑噴灑控制方法，包括步驟:
[0011 ]控制無人機按照預(yù)設(shè)飛行軌跡進行噴劑噴灑工作；
[0012]監(jiān)控?zé)o人機實際飛行軌跡與預(yù)設(shè)飛行軌跡之間的對應(yīng)關(guān)系；
[0013]若判定實際飛行軌跡偏離預(yù)設(shè)飛行軌跡，則自動控制停止噴劑噴灑工作。
[0014]進一步的，所述監(jiān)控?zé)o人機實際飛行軌跡與預(yù)設(shè)飛行軌跡之間的對應(yīng)關(guān)系的步驟包括:
[0015]監(jiān)控?zé)o人機的實際飛行高度，若無人機的實際飛行高度超出預(yù)設(shè)的飛行高度范圍，則判定實際飛行軌跡偏離預(yù)設(shè)飛行軌跡。植保無人機進行噴劑噴灑工作，與無人機在工作過程中的飛行高度息息相關(guān)，監(jiān)控?zé)o人機的飛行高度，可以很大程度上反應(yīng)無人機的飛行狀態(tài)，當(dāng)飛行高度超出預(yù)設(shè)飛行高度范圍時，很明顯，無人機的飛行出現(xiàn)了問題，此時，判定偏離預(yù)設(shè)飛行軌跡并及時關(guān)停噴劑噴灑工作，可以減少噴劑用量不當(dāng)?shù)膯栴}。
[0016]進一步的，無人機的實際飛行高度通過氣壓計和/或測距器進行實時監(jiān)控測量。氣壓計可以用于監(jiān)測無人機的絕對飛行高度，即海拔高度，而測距器可以用于監(jiān)測無人機相當(dāng)于作物的飛行高度，可以跟根據(jù)不同需求進行選擇;氣壓計和測距器采集的數(shù)據(jù)將被用于實現(xiàn)噴劑噴灑工作關(guān)停時機的判斷參考，使得無人機可以自動控制關(guān)停時機，減少出現(xiàn)飛行問題時，噴劑用量不當(dāng)?shù)膯栴}；當(dāng)然，采集到的數(shù)據(jù)，也可以用來做記錄，或者反饋給控制臺或飛手進行飛行控制的參考。
[0017]進一步的，所述監(jiān)控?zé)o人機實際飛行軌跡與預(yù)設(shè)飛行軌跡之間的對應(yīng)關(guān)系的步驟包括:
[0018]監(jiān)控?zé)o人機到達的實際地理位置，若在預(yù)設(shè)的飛行時間節(jié)點時，所述無人機未能達到預(yù)設(shè)的地理位置坐標(biāo)和/或到達的實際地理位置離預(yù)設(shè)的地理位置坐標(biāo)的距離超出預(yù)設(shè)閾值，則判定實際飛行軌跡偏離預(yù)設(shè)的飛行軌跡。監(jiān)控?zé)o人機的實際地理位置，即監(jiān)控?zé)o人機的噴灑工作進度是否與預(yù)先設(shè)計一致，若當(dāng)前飛行位置落后于預(yù)設(shè)飛行軌跡中該時間點應(yīng)該抵達的飛行位置，則可以判斷為飛行器的飛行速度控制出現(xiàn)了問題，當(dāng)前飛行器飛行過慢，導(dǎo)致單位范圍內(nèi)噴劑噴灑過多，應(yīng)該進行調(diào)整，以此作為關(guān)停噴劑噴灑工作的關(guān)停時機，可以減少噴劑噴灑不當(dāng)?shù)膯栴}發(fā)生。
[0019]進一步的，所述監(jiān)控?zé)o人機實際飛行軌跡與預(yù)設(shè)飛行軌跡之間的對應(yīng)關(guān)系的步驟包括:
[0020]根據(jù)預(yù)設(shè)的飛行軌跡確定一個邊界，當(dāng)無人機的飛行范圍超出邊界時，則判定實際飛行軌跡偏離預(yù)設(shè)的飛行軌跡。本方案中，若監(jiān)控到無人機的飛行位置超出了預(yù)計噴灑噴劑的邊界范圍，則很明顯無人機出現(xiàn)了飛行問題，噴劑噴灑到了不希望的地域范圍，此時，判定偏離預(yù)設(shè)飛行軌跡并及時自動關(guān)停噴劑噴灑工作，有助于減少噴劑用量不當(dāng)?shù)膯栴}發(fā)生。
[0021]進一步的，所述監(jiān)控?zé)o人機實際飛行軌跡與預(yù)設(shè)飛行軌跡之間的對應(yīng)關(guān)系的步驟包括:
[0022]監(jiān)控?zé)o人機的飛行速度，若無人機的飛行速度超出預(yù)設(shè)的飛行速度的范圍，亦判定實際飛行軌跡偏離預(yù)設(shè)的飛行軌跡。植保無人機進行噴劑噴灑工作，與無人機在工作過程中的飛行速度息息相關(guān)，監(jiān)控?zé)o人機的飛行速度，可以很大程度上反應(yīng)無人機的飛行狀態(tài)，當(dāng)飛行速度超出預(yù)設(shè)飛行速度范圍時，很明顯，無人機的飛行出現(xiàn)了問題，此時，判定偏離預(yù)設(shè)飛行軌跡并及時關(guān)停噴劑噴灑工作，可以減少噴劑用量不當(dāng)?shù)膯栴}。
[0023]進一步的，若判定實際飛行軌跡偏離預(yù)設(shè)飛行軌跡，則在控制停止噴劑噴灑工作的同時，記錄噴灑信息，所述噴灑信息至少包括噴灑進度、停止噴灑的地理坐標(biāo)和停止噴灑原因中的一個；
[0024]在記錄噴灑信息后，將噴灑信息遠程回傳給遠端的控制臺。記錄噴灑信息可以方便后續(xù)工作，例如記錄已經(jīng)完成的噴灑過程，可以方便管理人員在解決問題后繼續(xù)完成噴劑噴灑工作，而記錄停止噴灑的地理坐標(biāo)和停止噴灑的原因，則可以方便管理人員解決該地理坐標(biāo)附近可能存在的問題，例如，噴劑噴灑過少，是否應(yīng)當(dāng)補充噴灑等，這都有利于管理人員的后續(xù)工作的展開，給人以便利;而將噴灑信息及時回傳給遠端的控制臺，可以幫助及時的解決問題，提高工作效率。
[0025]本發(fā)明的另一方面，提供一種基于無人機的噴劑噴灑控制裝置，包括無人機，