基于四軸飛行器的農(nóng)田面積自動測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及面積測量技術領域，具體涉及一種基于四軸飛行器的農(nóng)田面積自動測量裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越趨向于自動化、機械化，比如說農(nóng)村收割水稻就基本上全部使用收割機進行收割。在收割水稻之前，總會看到有人拿著面積測量儀對田地進行面積測量。不僅僅在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在林業(yè)保護，工程項目等等各個方面都要用到面積測量，面積測量已經(jīng)遍布社會方方面面，顯得尤為重要。
[0003]傳統(tǒng)的測量方法主要有皮尺測量方法，經(jīng)瑋儀結合過程測量的方法，全站儀的測量方法以及面積測量儀，現(xiàn)在大多已經(jīng)逐步發(fā)展到了 GPS測量技術階段。
[0004]現(xiàn)有的面積測量儀雖然可以測量出面積，但還是有一些不足之處的，主要存在以下缺點:(1)測量時，人必須手持測量儀繞待測地走一圈，測量面積稍大就會耗時耗力，工作效率低。(2)對人的移動速度還有要求，人手持測量儀的移動速度不可過快也不可過慢，要求人勻速走動。(3)無法測量人不能到達的惡劣環(huán)境的面積。(4)自動化程度不高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種結果簡單，省時省力的基于四軸飛行器的農(nóng)田面積自動測量裝置。
[0006]本實用新型所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn):
[0007]一種基于四軸飛行器的農(nóng)田面積自動測量裝置，包括四軸飛行器、地面接收器和遙控器，所述四軸飛行器通過無線數(shù)據(jù)傳輸與地面接收器實現(xiàn)通信連接，所述遙控器用于遙控四軸飛行器；
[0008]所述地面接收器兩側通過緊固件與遙控器進行連接，所述遙控器正面的左右兩邊分別設有油門控制桿和方向控制桿，所述遙控器的正前方設有遙控器天線，所述地面接收器內(nèi)部內(nèi)嵌STC89C51單片機控制板，在所述地面接收器上設有液晶顯示屏，所述液晶顯示屏通過導線和STC89C51單片機控制板連接，在液晶顯示屏的右側設有四個輸入按鍵，復位按鍵，電源開關以及電源指示燈，其中輸入按鍵、復位按鍵和電源指示燈通過導線和STC89C51單片機控制板連接，所述輸入按鍵可以選擇輸入相關的參數(shù)，如選擇面積以何種單位顯示等等，同時在地面接收器外部的左側留有無線數(shù)據(jù)接收模塊的接口，此接口通過導線與內(nèi)部電路連接，方便使用；
[0009]所述四軸飛行器上搭載有STM32單片機主控板和GPS定位信息采集模塊，所述STM32單片機主控板主要用于控制四軸飛行器的穩(wěn)定飛行，同時，還用于讀取GPS定位信息采集模塊內(nèi)部收到的定位數(shù)據(jù)。
[0010]所述地面接收器內(nèi)部的無線數(shù)據(jù)接收模塊和STM32單片機主控板的無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊通信后獲取到GPS的定位數(shù)據(jù)，STC89C51單片機對獲取到的定位數(shù)據(jù)進行處理，并將處理結果顯示到液晶顯示屏上，實現(xiàn)面積的測量。
[0011]系統(tǒng)運行流程:該裝置工作時，使用人員手持地面接收器和遙控器，使用人員可以用遙控器控制四軸飛行器在待測地上空飛行一周即可。四軸飛行器搭載了 GPS定位信息采集模塊，可以對四軸飛行器進行實時定位，同時接收到定位信息后通過無線數(shù)據(jù)傳輸將定位信息傳送給地面接收器，地面接收器根據(jù)定位信息計算面積，當飛行器繞待測地飛行一周結束時，地面接收器會將計算好的面積顯示在液晶顯示屏上，系統(tǒng)工作完成。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型以四軸飛行器為載體，STM32單片機為主控單元，搭載高精度GPS集成模塊，對四軸飛行器進行全方位定位，同時通過無線連接將數(shù)據(jù)傳輸給地面接收器，進行處理之后，從而實現(xiàn)對面積的測量；這樣，人只需要控制飛行器的遙控器，控制飛行器繞待測地飛行一周即可，無需繞待測地走一圈；面積測量則變得簡單，高效；尤其是針對較大面積測量，效果則更為明顯。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型地面接收器和遙控器連接示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0015]參見圖1，一種基于四軸飛行器的農(nóng)田面積自動測量裝置，包括四軸飛行器、地面接收器2和遙控器5，四軸飛行器通過無線數(shù)據(jù)傳輸與地面接收器2實現(xiàn)通信連接，遙控器5用于遙控四軸飛行器；四軸飛行器上搭載有STM32單片機主控板和GPS定位信息采集模塊，STM32單片機主控板主要用于控制四軸飛行器的穩(wěn)定飛行，同時，還用于讀取GPS定位信息采集模塊內(nèi)部收到的定位數(shù)據(jù)。地面接收器2內(nèi)部的無線數(shù)據(jù)接收模塊和STM32單片機主控板的無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊通信后獲取到GPS的定位數(shù)據(jù)，STC89C51單片機對獲取到的定位數(shù)據(jù)進行處理，并將處理結果顯示到液晶顯示屏上，實現(xiàn)面積的測量。無線通信模塊有兩個部分，一個是用于連接遙控器和四軸飛行器的接收機，保證四軸飛行器的穩(wěn)定飛行，另外一個是用于遠距離傳輸GPS的定位信息，即用于STM32主控板和地面接收器之間的通信。
[0016]地面接收器2兩側通過緊固件4與遙控器5進行連接，遙控器5正面的左右兩邊分別設有油門控制桿6和方向控制桿7，器遙控器5的正前方設有遙控器天線1，地面接收器2內(nèi)部內(nèi)嵌STC89C51單片機控制板，在地面接收器2上設有液晶顯示屏12，液晶顯示屏12通過導線和STC89C51單片機控制板連接，在液晶顯示屏12的右側設有四個輸入按鍵11，復位按鍵8，電源開關10以及電源指示燈9，其中輸入按鍵11、復位按鍵8和電源指示燈11通過導線和STC89C51單片機控制板連接，輸入按鍵11可以選擇輸入相關的參數(shù)，如選擇面積以何種單位顯示等等，同時在地面接收器2外部的左側留有無線數(shù)據(jù)接收模塊的接口 3，此接口 3通過導線與內(nèi)部電路連接，方便使用。
[0017]系統(tǒng)工作時，由用戶通過按鍵決定系統(tǒng)是否開始測量，當用戶通過按鍵輸入確定測量時，地面接收器開始接收由飛行器無線通信模塊傳送的定位數(shù)據(jù)，并將定位數(shù)據(jù)保存。此時，用戶只需控制飛行器繞待測地飛行一周即可。當飛行一周結束時，用戶按下停止鍵，地面接收器停止接收定位信息。飛行結束后，地面接收器開始計算面積，先將大地坐標系中的點轉換為平面坐標系中的點，其中，轉換的公式是:(R為地球半徑，X為經(jīng)度，Y為瑋度，則在地球表面Y瑋度處，單位均為米)經(jīng)瑋差一度的方格面積A為:
[0018]X = 2 JT RX/360 ；
[0019]y = 2 JT RYcosY/360 ；
[0020]A = 2 JT RX/360*2 π RYcosY/360 = (2 π 6371116/360) 2CosY ；
[0021]通過虛擬連接所有的點，即可得到平面坐標系中的封閉圖形。在平面坐標系中，我們?nèi)∑矫孀鴺讼档膯挝婚L度為10米，則一個方格的面積就是100平方米。將轉換到平面坐標系中的所有坐標點中的四個最邊緣的點找到，即最左邊，最右邊，最上邊，最下邊四個最邊緣的點，這四個點可以構成一個規(guī)則的矩形，對于矩形中多出的面積，可以用數(shù)學積分計算得到。則待測地的面積等于矩形面積減去多出的面積。
[0022]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種基于四軸飛行器的農(nóng)田面積自動測量裝置，器特征在于，包括四軸飛行器、地面接收器和遙控器，所述四軸飛行器通過無線數(shù)據(jù)傳輸與地面接收器實現(xiàn)通信連接，所述遙控器用于遙控四軸飛行器； 所述地面接收器兩側通過緊固件與遙控器進行連接，所述遙控器正面的左右兩邊分別設有油門控制桿和方向控制桿，所述遙控器的正前方設有遙控器天線，所述地面接收器內(nèi)部內(nèi)嵌STC89C51單片機控制板，在所述地面接收器上設有液晶顯示屏，所述液晶顯示屏通過導線和STC89C51單片機控制板連接，在液晶顯示屏的右側設有四個輸入按鍵，復位按鍵，電源開關以及電源指示燈，其中輸入按鍵、復位按鍵和電源指示燈通過導線和STC89C51單片機控制板連接。2.根據(jù)權利要求1所述的基于四軸飛行器的農(nóng)田面積自動測量裝置，其特征在于:所述四軸飛行器上搭載有STM32單片機主控板和GPS定位信息采集模塊，所述STM32單片機主控板主要用于控制四軸飛行器的穩(wěn)定飛行，同時，還用于讀取GPS定位信息采集模塊內(nèi)部收到的定位數(shù)據(jù)。
【專利摘要】一種基于四軸飛行器的農(nóng)田面積自動測量裝置，包括四軸飛行器、地面接收器和遙控器，所述四軸飛行器通過無線數(shù)據(jù)傳輸與地面接收器實現(xiàn)通信連接，所述遙控器用于遙控四軸飛行器；本實用新型以四軸飛行器為載體，STM32單片機為主控單元，搭載高精度GPS集成模塊，對四軸飛行器進行全方位定位，同時通過無線連接將數(shù)據(jù)傳輸給地面接收器，進行處理之后，從而實現(xiàn)對面積的測量；這樣，人只需要控制飛行器的遙控器，控制飛行器繞待測地飛行一周即可，無需繞待測地走一圈；面積測量則變得簡單，高效；尤其是針對較大面積測量，效果則更為明顯。
【IPC分類】G01B15/00
【公開號】CN204944459
【申請?zhí)枴緾N201520269249
【發(fā)明人】吳朋, 王憲菊, 韋永梅, 董秀英
【申請人】阜陽師范學院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年4月29日