一種無人機(jī)控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無人機(jī)飛行控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無人機(jī)控制系統(tǒng)，以及利用該控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的無人機(jī)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，為了抑制農(nóng)作物的病、蟲、草害，需要給農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥。對(duì)于小塊作物地，普通的人工施藥器械性價(jià)比較高，但是對(duì)于平原上的遼闊的作物地，往往需要利用無人機(jī)來噴灑農(nóng)藥。與傳統(tǒng)人工作業(yè)相比，植保無人機(jī)噴防效果好、突擊性能強(qiáng)、單位面積施藥液量小、不受作物長(zhǎng)勢(shì)的限制，且適應(yīng)各種地形。
[0003]但是，使用無人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑的實(shí)際應(yīng)用中面臨以下兩個(gè)問題和挑戰(zhàn):第一，在農(nóng)田上空飛行過程中，無法對(duì)飛行路線上的障礙物進(jìn)行探測(cè)和規(guī)避，因此造成碰撞、墜機(jī)，由于目前的無人機(jī)成本很高，碰撞或墜機(jī)事故會(huì)大大增加使用者的成本。第二，農(nóng)藥噴灑過程中，隨著農(nóng)藥藥液重量的減少，會(huì)帶來無人機(jī)整體的重量變化，使無人機(jī)飛行高度上升；但是常規(guī)無人機(jī)控制方法無法自動(dòng)調(diào)節(jié)飛行高度，確保飛行高度的穩(wěn)定，影響農(nóng)藥噴灑的均勻度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的是提供一種無人機(jī)控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的第二目的是提供一種無人機(jī)控制方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供一種無人機(jī)控制系統(tǒng)，所述無人機(jī)包括機(jī)體和農(nóng)藥噴灑裝置，所述農(nóng)藥噴灑裝置安裝在所述機(jī)體上;無人機(jī)控制系統(tǒng)包括:
[0007]飛行控制器，所述飛行控制器用于控制機(jī)體的飛行狀態(tài)；
[0008]微波傳感器，所述微波傳感器安裝在所述機(jī)體，并且與所述飛行控制器相連，用于探測(cè)機(jī)體周圍的障礙物，將障礙物的位置信息傳輸給飛行控制器；
[0009]微波液面高度計(jì)，所述微波液面高度計(jì)安裝在農(nóng)藥噴灑裝置的農(nóng)藥儲(chǔ)存箱內(nèi)，位于農(nóng)藥液面的上方;微波液面高度計(jì)與所述飛行控制器相連，用于檢測(cè)農(nóng)藥儲(chǔ)存箱內(nèi)的農(nóng)藥液面高度，并將所述液面高度信息傳輸給飛行控制器。
[0010]本發(fā)明如上所述的無人機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步，所述微波傳感器包括雷達(dá)信號(hào)處理器、發(fā)射天線和接收天線，所述發(fā)射天線與雷達(dá)信號(hào)處理器連接，所述接收天線與雷達(dá)信號(hào)處理器連接;發(fā)射天線向機(jī)體周圍發(fā)射微波信號(hào)，接收天線接收回波并傳輸給雷達(dá)信號(hào)處理器，雷達(dá)信號(hào)處理器完成對(duì)障礙物位置的探測(cè)。
[0011 ]本發(fā)明如上所述的無人機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步，飛行控制器接收到來自微波傳感器的障礙物的位置信息后，如確認(rèn)所述障礙物位置與無人機(jī)的預(yù)設(shè)飛行路徑重合，則制定新的無人機(jī)的飛行路徑;飛行控制器按照新的飛行路徑控制無人機(jī)的飛行，使無人機(jī)繞開障礙物;無人機(jī)按調(diào)整之后的飛行路徑完成避障后，繼續(xù)返回預(yù)設(shè)飛行路徑執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù);如確認(rèn)所述障礙物位置與無人機(jī)的預(yù)設(shè)飛行路徑不重合，則按預(yù)設(shè)飛行路徑執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù)。
[0012]本發(fā)明如上所述的無人機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步，飛行控制器接收到來自微波高度計(jì)的高度信息后，如確認(rèn)當(dāng)前飛行高度超出預(yù)設(shè)的飛行高度范圍，則會(huì)通過飛行控制器調(diào)低無人機(jī)的飛行高度;如果飛行高度在預(yù)設(shè)的飛行高度范圍之內(nèi)，則無需對(duì)飛行高度進(jìn)行調(diào)整。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種無人機(jī)控制方法，基于如上任一項(xiàng)所述的無人機(jī)控制系統(tǒng)，飛行控制器接收到來自微波傳感器的障礙物的位置信息后，如確認(rèn)所述障礙物位置與無人機(jī)的預(yù)設(shè)飛行路徑重合，則制定新的無人機(jī)的飛行路徑；飛行控制器按照新的飛行路徑控制無人機(jī)的飛行，使無人機(jī)繞開障礙物;無人機(jī)按調(diào)整之后的飛行路徑完成避障后，繼續(xù)返回預(yù)設(shè)飛行路徑執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù);如確認(rèn)所述障礙物位置與無人機(jī)的預(yù)設(shè)飛行路徑不重合，則按預(yù)設(shè)飛行路徑執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù)。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種無人機(jī)控制方法，基于如上任一項(xiàng)所述的無人機(jī)控制系統(tǒng)，飛行控制器接收到來自微波高度計(jì)的高度信息后，如確認(rèn)當(dāng)前飛行高度超出預(yù)設(shè)的飛行高度范圍，則會(huì)通過飛行控制器調(diào)低無人機(jī)的飛行高度;如果飛行高度在預(yù)設(shè)的飛行高度范圍之內(nèi)，則無需對(duì)飛行高度進(jìn)行調(diào)整。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種無人機(jī)控制方法，基于如上任一項(xiàng)所述的無人機(jī)控制系統(tǒng):
[0016]飛行控制器接收到來自微波傳感器的障礙物的位置信息后，如確認(rèn)所述障礙物位置與無人機(jī)的預(yù)設(shè)飛行路徑重合，則制定新的無人機(jī)的飛行路徑；飛行控制器按照新的飛行路徑控制無人機(jī)的飛行，使無人機(jī)繞開障礙物;無人機(jī)按調(diào)整之后的飛行路徑完成避障后，繼續(xù)返回預(yù)設(shè)飛行路徑執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù);如確認(rèn)所述障礙物位置與無人機(jī)的預(yù)設(shè)飛行路徑不重合，則按預(yù)設(shè)飛行路徑執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù)；
[0017]同時(shí)，飛行控制器接收到來自微波高度計(jì)的高度信息后，如確認(rèn)當(dāng)前飛行高度超出預(yù)設(shè)的飛行高度范圍，則會(huì)通過飛行控制器調(diào)低無人機(jī)的飛行高度;如果飛行高度在預(yù)設(shè)的飛行高度范圍之內(nèi)，則無需對(duì)飛行高度進(jìn)行調(diào)整。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、無人機(jī)飛行安全性高。由于無人機(jī)控制系統(tǒng)包括飛行控制器和微波傳感器;微波傳感器安裝在所述機(jī)體，并且與所述飛行控制器相連，用于探測(cè)機(jī)體周圍的障礙物，將障礙物的位置信息傳輸給飛行控制器;飛行控制器接收到來自微波傳感器的障礙物的位置信息后，如確認(rèn)所述障礙物位置與無人機(jī)的預(yù)設(shè)飛行路徑重合，則制新無人機(jī)的飛行軌跡;飛行控制器按照新的飛行路徑控制無人機(jī)的飛行，使無人機(jī)繞開障礙物;無人機(jī)按調(diào)整之后的飛行路徑完成避障后，繼續(xù)返回預(yù)設(shè)飛行路徑執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù)。
[0020]2、農(nóng)藥噴灑均勻。由于無人機(jī)控制系統(tǒng)包括飛行控制器和微波高度計(jì)，所述微波高度計(jì)安裝在所述無人機(jī)的機(jī)體，微波高度計(jì)與所述飛行控制器相連，用于檢測(cè)無人機(jī)的機(jī)體的高度，并將所述高度信息傳輸給飛行控制器。飛行控制器接收到來自微波高度計(jì)的高度信息后，如確認(rèn)當(dāng)前飛行高度超出預(yù)設(shè)的飛行高度范圍，則會(huì)通過飛行控制器調(diào)低無人機(jī)的飛行高度，從而使無人機(jī)的飛行高度能夠隨著農(nóng)藥噴灑的進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，使農(nóng)藥噴灑更加均勻、有效。
【附圖說明】
[0021]通過結(jié)合以下附圖所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本發(fā)明，其中:
[0022]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的無人機(jī)及其控制系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的飛行控制器和微波傳感器連接示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的無人機(jī)控制方法示意圖。
[0025]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0026]1、機(jī)體；
[0027]2、農(nóng)藥噴灑裝置；
[0028]3、微波傳感器，31、雷達(dá)信號(hào)處理器，32、發(fā)射天線，33、接收天線；
[0029]4、微波高度計(jì)；
[0030]5、飛行控制器；
[0031]6、障礙物，61、預(yù)設(shè)飛行路徑，62、新無人機(jī)的飛行軌跡。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的無人機(jī)控制系統(tǒng)及控制方法的實(shí)施例。
[0033]在此記載的實(shí)施例為本發(fā)明的特定的【具體實(shí)施方式】，用于說明本發(fā)明的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實(shí)施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請(qǐng)權(quán)利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對(duì)在此記載的實(shí)施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。
[0034]本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本發(fā)明的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請(qǐng)注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本發(fā)明實(shí)施例的各部件的結(jié)構(gòu)，各附圖之間并未按照相同的比例繪制。相同的參考標(biāo)記用于表示相同的部分。
[0035]圖1示出本發(fā)明一種實(shí)施例的無人機(jī)及其控制系統(tǒng)，所述無人機(jī)包括機(jī)體1和農(nóng)藥噴灑裝置2，所述農(nóng)藥噴灑裝置2安裝在所述機(jī)體1上;其還包括:
[0036]飛行控制器5，所述飛行控制器5用于控制機(jī)體1的飛行狀態(tài)；
[0037]微波傳感器3，所述微波傳感器3安裝在所述機(jī)體1，并且與所述飛行控制器5相連，用于探測(cè)機(jī)體周圍的障礙物6，將障礙物的位置信息傳輸給飛行控制器5;
[0038]微波高度計(jì)4，所述微波高度計(jì)4安裝在所述無人機(jī)的機(jī)體，微波高度計(jì)4與所述飛行控制器5相連，用于檢測(cè)無人機(jī)的機(jī)體的高度，并將所述高度信息傳輸給飛行控制器5。
[0039]在本發(fā)明上述實(shí)施例的無人機(jī)控制系統(tǒng)中，所述微波傳感器3包括雷達(dá)信號(hào)處理器31、發(fā)射天線32和接收天線33，所述發(fā)射天線32與雷達(dá)信號(hào)處理器31連接，所述接收天線33與雷達(dá)信號(hào)處理器31連接;發(fā)射天線32向機(jī)體1周圍發(fā)射微波信號(hào)，接收天線33接收回波并傳輸給雷達(dá)信號(hào)處理器，雷達(dá)信號(hào)處理器完成對(duì)障礙物位置的探測(cè)。
[0040]利用本發(fā)明上述實(shí)施例的無人機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，飛行控制器5接收到來自微波傳感器3的障礙物6的位置信息后，如確認(rèn)所述障礙物位置與無人機(jī)的預(yù)設(shè)飛行路徑61重合，則制定新的無人機(jī)的飛行路徑62;飛行控制器按照新的飛行路徑62控制無人機(jī)