一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法，裝置包括當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊、狀態(tài)判斷模塊、作業(yè)參數(shù)獲取模塊、處理計(jì)算單元、指令獲取模塊及執(zhí)行控制模塊；所述狀態(tài)判斷模塊判斷所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊獲取的當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)的作業(yè)狀態(tài)為預(yù)定狀態(tài)后，參數(shù)獲取模塊將獲取的無(wú)人機(jī)飛行高度和飛行速度信息發(fā)送到所述處理計(jì)算單元，處理計(jì)算單元通過(guò)計(jì)算后將控制指令發(fā)送到執(zhí)行控制模塊，所述執(zhí)行控制模塊根據(jù)所接收到的指令對(duì)噴施組件進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而完成對(duì)噴幅大小和噴施流量的調(diào)節(jié)。本發(fā)明避免了由于噴施作業(yè)時(shí)飛行高度或不穩(wěn)定而導(dǎo)致對(duì)農(nóng)作物多噴、少噴或漏噴等情況的發(fā)生，保證了噴施作業(yè)的作業(yè)效率和防治效果，具有很大的經(jīng)濟(jì)前景。
【專利說(shuō)明】
一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)航空植保領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施具有作業(yè)成本低、突擊能力強(qiáng)、操作安全，及不受農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)的限制等優(yōu)點(diǎn)，作為農(nóng)業(yè)航空的重要標(biāo)志之一的航空噴施作業(yè)方式得到了迅速應(yīng)用和發(fā)展。
[0003]隨著農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大，農(nóng)用無(wú)人機(jī)航空噴施方式的一些弊端和缺點(diǎn)也漸漸的暴露出來(lái)，其中，無(wú)人機(jī)噴施的霧滴沉積效果已成為制約無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展的瓶頸。由于農(nóng)用無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)飛行高度和飛行速度難以保持穩(wěn)定，而噴施系統(tǒng)的噴幅和流量不能根據(jù)其作業(yè)參數(shù)的變化發(fā)生相應(yīng)的改變，導(dǎo)致噴施的霧滴沉積在農(nóng)作物表面很不均勻，容易造成對(duì)農(nóng)作物的多噴、少噴、甚至漏噴，難以達(dá)到理想的防治效果，造成農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法，本發(fā)明采用了對(duì)噴幅和流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法，避免了由于農(nóng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行噴施作業(yè)時(shí)作業(yè)高度的不穩(wěn)定而導(dǎo)致噴施系統(tǒng)對(duì)農(nóng)作物多噴、少噴或漏噴等情況的發(fā)生，保證了農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)的作業(yè)效率和防治效果。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供了一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊、狀態(tài)判斷模塊、作業(yè)參數(shù)獲取模塊、處理計(jì)算單元、指令獲取模塊及執(zhí)行控制模塊;所述狀態(tài)判斷模塊判斷所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊獲取的當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)的作業(yè)狀態(tài)為預(yù)定狀態(tài)后，所述參數(shù)獲取模塊將獲取的無(wú)人機(jī)飛行高度和飛行速度信息發(fā)送到所述處理計(jì)算單元，處理計(jì)算單元通過(guò)計(jì)算后將控制指令發(fā)送到執(zhí)行控制模塊，所述執(zhí)行控制模塊根據(jù)所接收到的指令對(duì)噴施組件進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而完成對(duì)噴幅大小和噴施流量的調(diào)節(jié)。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊，用于獲取農(nóng)用無(wú)人機(jī)當(dāng)前所處的狀態(tài)信息，當(dāng)前狀態(tài)信息包括待起飛狀態(tài)、正起飛狀態(tài)、預(yù)作業(yè)狀態(tài)、正作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)完成狀態(tài)及降落狀態(tài)，其中，預(yù)定狀態(tài)為預(yù)作業(yè)狀態(tài)和正在作業(yè)狀態(tài)中的任意一種。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述狀態(tài)判斷模塊用于判斷當(dāng)前無(wú)人機(jī)的狀態(tài)是否為預(yù)定狀態(tài)，若當(dāng)前狀態(tài)為所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述參數(shù)獲取模塊獲取當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)下無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息，并將信息發(fā)送給處理計(jì)算單元;若當(dāng)前狀態(tài)不是所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊重新獲取無(wú)人機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)信息，處理計(jì)算單元不產(chǎn)生調(diào)控指令。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述處理計(jì)算單元用于獲取的當(dāng)前無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息而生成對(duì)噴施組件的調(diào)控指令，其中，調(diào)控指令主要包括對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)指令。
[0010]進(jìn)一步的，所述調(diào)控指令的生成原理包括:
[0011]D = Q/s (I)
[0012]Q = q*t (2)
[0013]s = L*w (3)
[0014]L = v*t (4)
[0015]其中，D代表霧滴在單位時(shí)間t、單位面積s內(nèi)的有效沉積量，Q代表單位時(shí)間t內(nèi)的霧滴噴施總量，L代表單位時(shí)間t內(nèi)所前進(jìn)的距離，w代表無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)時(shí)的噴幅，將式(2)、(3)、(4)帶入式(I)可得:
[0016]D = q/vw (5)
[0017]且在植保無(wú)人機(jī)中，噴幅wcxh，h代表飛行高度；
[0018]根據(jù)航空噴施霧滴的沉積規(guī)律設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參照值，即當(dāng)無(wú)人機(jī)航空噴施作業(yè)的飛行高度為ho、飛行速度vo時(shí)，噴幅為Wo、噴施流量為qo的無(wú)人機(jī)噴施霧滴能均勻的沉積在噴幅范圍內(nèi)；當(dāng)飛行高度降低時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)漏噴，應(yīng)調(diào)整噴幅變小，流量也應(yīng)相應(yīng)的減??；當(dāng)飛行高度升高時(shí)，無(wú)人機(jī)噴幅變大，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量；
[0019]當(dāng)飛行速度減慢時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)過(guò)度噴施，應(yīng)相應(yīng)減小噴施系統(tǒng)的流量或增大噴施系統(tǒng)的噴幅；當(dāng)飛行速度增加時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量。
[0020]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述指令獲取單元用于獲取處理計(jì)算單元所生成的調(diào)控指令，并將其調(diào)控指令發(fā)送到所述執(zhí)行控制模塊。
[0021]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述執(zhí)行控制模塊用于根據(jù)所述指令獲取模塊發(fā)送的調(diào)控指令執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)控動(dòng)作，其中，調(diào)控動(dòng)作主要包括對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)動(dòng)作，具體為:
[0022]設(shè)定預(yù)定飛行高度ho、飛行速度vo，作業(yè)參數(shù)獲取模塊獲取當(dāng)前飛行參數(shù)所述飛行參數(shù)包括飛行高度h、飛行速度V，噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)過(guò)程包括:
[0023]當(dāng)實(shí)時(shí)飛行高度h>ho或h〈ht)、v>v()或v〈vo時(shí)，處理計(jì)算單元產(chǎn)生對(duì)噴桿組件和噴灑系統(tǒng)的調(diào)節(jié)指令，指令獲取模塊獲取處理計(jì)算單元產(chǎn)生的指令，并發(fā)送給執(zhí)行控制模塊，執(zhí)行控制模塊根據(jù)相應(yīng)指令對(duì)噴桿組件和噴灑系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)噴幅和流量的增大或減小。
[0024]本發(fā)明還提供了一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)方法，包括下述步驟:
[0025]a.農(nóng)用無(wú)人機(jī)起飛后，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊獲取當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)的狀態(tài)信息；
[0026]b.獲取狀態(tài)信息后，所述狀態(tài)判斷模塊判斷當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)狀態(tài)是否為預(yù)定狀態(tài)，即預(yù)作業(yè)狀態(tài)或正在作業(yè)狀態(tài)，若當(dāng)前狀態(tài)不是所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊重新獲取無(wú)人機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)信息，處理計(jì)算單元不產(chǎn)生調(diào)控指令；
[0027]c.若當(dāng)前狀態(tài)為所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述參數(shù)獲取模塊獲取當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)下無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息，并將參數(shù)信息發(fā)送給處理計(jì)算單元；
[0028]d.所述處理計(jì)算單元根據(jù)無(wú)人機(jī)的作業(yè)參數(shù)信息生成相應(yīng)的調(diào)控指令；
[0029]e.所述指令獲取單元獲取處理計(jì)算單元所生成的調(diào)控指令，并將其調(diào)控指令發(fā)送到所述執(zhí)行控制模塊；
[0030]f.所述執(zhí)行控制模塊根據(jù)指令獲取模塊發(fā)送的調(diào)控指令執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)控動(dòng)作，完成對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；
[0031]g.如飛行高度和飛行速度發(fā)生變化，所述調(diào)節(jié)裝置重復(fù)以上步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0032]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟b中，狀態(tài)判斷模塊通過(guò)下述方法判斷當(dāng)前無(wú)人機(jī)是否為預(yù)定狀態(tài):
[0033]設(shè)定待起飛狀態(tài)、正起飛狀態(tài)、作業(yè)完成狀態(tài)及降落狀態(tài)的邏輯值為0，而預(yù)定狀態(tài)的邏輯值為I，所述預(yù)定狀態(tài)包括預(yù)作業(yè)狀態(tài)和正作業(yè)狀態(tài)，狀態(tài)判斷變量η與狀態(tài)邏輯值循環(huán)比較:
[0034]當(dāng)狀態(tài)判斷變量η#1時(shí)，狀態(tài)判斷變量繼續(xù)與下一階段邏輯值相比較，直到找到狀態(tài)判斷變量η = I;當(dāng)狀態(tài)判斷變量η = I時(shí)，即可判定當(dāng)前無(wú)人機(jī)狀態(tài)為預(yù)定狀態(tài)。
[0035]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟d中，
[0036]所述調(diào)控指令的生成原理包括:
[0037]D = Q/s (I)
[0038]Q = q*t (2)
[0039]s = L*w (3)
[0040]L = v*t (4)
[0041 ]其中，D代表霧滴在單位時(shí)間t、單位面積s內(nèi)的有效沉積量，Q代表單位時(shí)間t內(nèi)的霧滴噴施總量，L代表單位時(shí)間t內(nèi)所前進(jìn)的距離，w代表無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)時(shí)的噴幅，將式(2)、(3)、(4)帶入式(I)可得:
[0042]D = q/vw (5)
[0043]且在植保無(wú)人機(jī)中，噴幅wcxh，h代表飛行高度；
[0044]根據(jù)航空噴施霧滴的沉積規(guī)律設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參照值，即當(dāng)無(wú)人機(jī)航空噴施作業(yè)的飛行高度為ho、飛行速度vo時(shí)，噴幅為Wo、噴施流量為qo的無(wú)人機(jī)噴施霧滴能均勻的沉積在噴幅范圍內(nèi)；當(dāng)飛行高度降低時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)漏噴，應(yīng)調(diào)整噴幅變小，流量也應(yīng)相應(yīng)的減小；當(dāng)飛行高度升高時(shí)，無(wú)人機(jī)噴幅變大，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量；
[0045]當(dāng)飛行速度減慢時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)過(guò)度噴施，應(yīng)相應(yīng)減小噴施系統(tǒng)的流量；當(dāng)飛行速度增加時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量。
[0046]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0047]1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成化程度高，應(yīng)用靈活，可完全自動(dòng)化工作，不僅不會(huì)影響農(nóng)用無(wú)人機(jī)使用空間，而且也不會(huì)影響無(wú)人機(jī)有限的有效負(fù)載。
[0048]2、本發(fā)明功能完整，實(shí)時(shí)性好，不僅可以同時(shí)根據(jù)飛行高度和飛行速度兩種輸入?yún)?shù)來(lái)對(duì)噴施系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且還可以同時(shí)對(duì)噴施系統(tǒng)的噴幅大小和流量大小兩種輸出參數(shù)作出實(shí)時(shí)地相應(yīng)調(diào)節(jié)。
[0049]3、本發(fā)明的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)方法可以根據(jù)無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)的飛行參數(shù)(飛行高度和飛行速度)對(duì)噴幅和流量進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免了由于農(nóng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行噴施作業(yè)時(shí)飛行高度和飛行高度的不穩(wěn)定而導(dǎo)致噴施系統(tǒng)對(duì)農(nóng)作物多噴、少噴或漏噴等情況的發(fā)生，保證了農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)的作業(yè)效率和防治效果，具有很大的經(jīng)濟(jì)前景。
【附圖說(shuō)明】
[0050]圖1為本發(fā)明的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖2為本發(fā)明的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的流程圖。
[0052]圖3是本發(fā)明的狀態(tài)判斷模塊進(jìn)行狀態(tài)判斷時(shí)的邏輯示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0054]實(shí)施例
[0055]如圖1所示，本實(shí)施例的一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，所述裝置包括當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊1、狀態(tài)判斷模塊20、作業(yè)參數(shù)獲取模塊30、處理計(jì)算單元40、指令獲取模塊50及執(zhí)行控制模塊60 ；
[0056]所述方法包括:所述狀態(tài)判斷模塊20判斷所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊10獲取的當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)的作業(yè)狀態(tài)為預(yù)定狀態(tài)后，所述參數(shù)獲取模塊30將獲取的無(wú)人機(jī)飛行高度和飛行速度信息發(fā)送到所述處理計(jì)算單元40，處理計(jì)算單元40通過(guò)計(jì)算處理后將控制指令發(fā)送到執(zhí)行控制模塊60，所述執(zhí)行控制模塊60根據(jù)所接收到的指令對(duì)噴施組件進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而完成對(duì)噴幅大小和噴施流量的調(diào)節(jié)。
[0057]所述調(diào)節(jié)裝置能根據(jù)無(wú)人機(jī)作業(yè)時(shí)的飛行參數(shù)信息對(duì)噴施系統(tǒng)的噴幅和流量進(jìn)行實(shí)時(shí)地、自動(dòng)地調(diào)節(jié)。
[0058]所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊10用于獲取農(nóng)用無(wú)人機(jī)當(dāng)前所處的狀態(tài)信息，當(dāng)前狀態(tài)信息包括待起飛狀態(tài)、正起飛狀態(tài)、預(yù)作業(yè)狀態(tài)、正作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)完成狀態(tài)及降落狀態(tài)，其中，預(yù)定狀態(tài)為預(yù)作業(yè)狀態(tài)和正在作業(yè)狀態(tài)中的任意一種。
[0059]所述狀態(tài)判斷模塊20用于判斷當(dāng)前無(wú)人機(jī)的狀態(tài)是否為預(yù)定狀態(tài)，當(dāng)前狀態(tài)為所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述參數(shù)獲取模塊30獲取當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)下無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息，并將信息發(fā)送給處理計(jì)算單元40;當(dāng)前狀態(tài)不是所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊10重新獲取無(wú)人機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)信息，處理計(jì)算單元40不產(chǎn)生調(diào)控指令。
[0060]所述調(diào)控指令的生成原理包括:
[0061]D = Q/s (I)
[0062]Q = q*t (2)
[0063]s = L*w (3)
[0064]L = v*t (4)
[0065]其中，D代表霧滴在單位時(shí)間t、單位面積s內(nèi)的有效沉積量，Q代表單位時(shí)間t內(nèi)的霧滴噴施總量，L代表單位時(shí)間t內(nèi)所前進(jìn)的距離，w代表無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)時(shí)的噴幅，將式
(2)、(3)、(4)帶入式(I)可得:
[0066]D = q/vw (5)
[0067]且在植保無(wú)人機(jī)中，噴幅wcxh，h代表飛行高度；
[0068]根據(jù)航空噴施霧滴的沉積規(guī)律設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參照值，即當(dāng)無(wú)人機(jī)航空噴施作業(yè)的飛行高度為ho、飛行速度vo時(shí)，噴幅為Wo、噴施流量為qo的無(wú)人機(jī)噴施霧滴能均勻的沉積在噴幅范圍內(nèi)；當(dāng)飛行高度降低時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)漏噴，應(yīng)調(diào)整噴幅變小，流量也應(yīng)相應(yīng)的減??；當(dāng)飛行高度升高時(shí)，無(wú)人機(jī)噴幅變大，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量；
[0069]當(dāng)飛行速度減慢時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)過(guò)度噴施，應(yīng)相應(yīng)減小噴施系統(tǒng)的流量；當(dāng)飛行速度增加時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量。
[0070]所述處理計(jì)算單元40用于獲取的當(dāng)前無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息而生成對(duì)噴施組件的調(diào)控指令，其中，調(diào)控指令主要包括對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)指令。
[0071]所述指令獲取單元50用于獲取處理計(jì)算單元40所生成的調(diào)控指令，并將其調(diào)控指令發(fā)送到所述執(zhí)行控制模塊60。
[0072]所述執(zhí)行控制模塊60用于根據(jù)指令獲取模塊50發(fā)送的調(diào)控指令執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)控動(dòng)作，其中，調(diào)控動(dòng)作主要包括對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)動(dòng)作。
[0073]所述執(zhí)行控制模塊用于根據(jù)所述指令獲取模塊發(fā)送的調(diào)控指令執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)控動(dòng)作，其中，調(diào)控動(dòng)作主要包括對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)動(dòng)作，具體為:
[0074]設(shè)定預(yù)定飛行高度ho、飛行速度vo，作業(yè)參數(shù)獲取模塊獲取當(dāng)前飛行參數(shù)所述飛行參數(shù)包括飛行高度h、飛行速度V，噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)過(guò)程包括:
[0075]當(dāng)實(shí)時(shí)飛行高度h>ho或h〈ht)、v>v()或v〈vo時(shí)，處理計(jì)算單元產(chǎn)生對(duì)噴桿組件和噴灑系統(tǒng)的調(diào)節(jié)指令，指令獲取模塊獲取處理計(jì)算單元產(chǎn)生的指令，并發(fā)送給執(zhí)行控制模塊，執(zhí)行控制模塊根據(jù)相應(yīng)指令對(duì)噴桿組件和噴灑系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)噴幅和流量的增大或減小。
[0076]如圖2所示，本實(shí)施例的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)方法，包括下述步驟:
[0077]a.農(nóng)用無(wú)人機(jī)起飛后，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊獲取當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)的狀態(tài)信息；
[0078]b.獲取狀態(tài)信息后，所述狀態(tài)判斷模塊判斷當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)狀態(tài)是否為預(yù)定狀態(tài)，即預(yù)作業(yè)狀態(tài)或正在作業(yè)狀態(tài)，若當(dāng)前狀態(tài)不是所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊重新獲取無(wú)人機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)信息，處理計(jì)算單元不產(chǎn)生調(diào)控指令;如圖3所示，狀態(tài)判斷模塊通過(guò)下述方法判斷當(dāng)前無(wú)人機(jī)是否為預(yù)定狀態(tài):
[0079]設(shè)定待起飛狀態(tài)、正起飛狀態(tài)、作業(yè)完成狀態(tài)及降落狀態(tài)的邏輯值為0，而預(yù)定狀態(tài)的邏輯值為I，所述預(yù)定狀態(tài)包括預(yù)作業(yè)狀態(tài)和正作業(yè)狀態(tài)，狀態(tài)判斷變量η與狀態(tài)邏輯值循環(huán)比較:
[0080]當(dāng)狀態(tài)判斷變量η#1時(shí)，狀態(tài)判斷變量繼續(xù)與下一階段邏輯值相比較，直到找到狀態(tài)判斷變量η = I;當(dāng)狀態(tài)判斷變量η = I時(shí)，即可判定當(dāng)前無(wú)人機(jī)狀態(tài)為預(yù)定狀態(tài)。
[0081]c.若當(dāng)前狀態(tài)為所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述參數(shù)獲取模塊獲取當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)下無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息，并將參數(shù)信息發(fā)送給處理計(jì)算單元；
[0082]d.所述處理計(jì)算單元根據(jù)無(wú)人機(jī)的作業(yè)參數(shù)信息生成相應(yīng)的調(diào)控指令；
[0083]所述步驟d中，
[0084]所述調(diào)控指令的生成原理包括:
[0085]D = Q/s (I)
[0086]Q = q*t (2)
[0087]s = L*w (3)
[0088]L = v*t (4)
[0089]其中，D代表霧滴在單位時(shí)間t、單位面積s內(nèi)的有效沉積量，Q代表單位時(shí)間t內(nèi)的霧滴噴施總量，L代表單位時(shí)間t內(nèi)所前進(jìn)的距離，w代表無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)時(shí)的噴幅，將式
(2)、(3)、(4)帶入式(I)可得:
[0090]D = q/vw (5)
[0091]且在植保無(wú)人機(jī)中，噴幅wcxh，h代表飛行高度；
[0092]根據(jù)航空噴施霧滴的沉積規(guī)律設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參照值，即當(dāng)無(wú)人機(jī)航空噴施作業(yè)的飛行高度為ho、飛行速度vo時(shí)，噴幅為Wo、噴施流量為qo的無(wú)人機(jī)噴施霧滴能均勻的沉積在噴幅范圍內(nèi)；當(dāng)飛行高度降低時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)漏噴，應(yīng)調(diào)整噴幅變小，流量也應(yīng)相應(yīng)的減小；當(dāng)飛行高度升高時(shí)，無(wú)人機(jī)噴幅變大，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量；
[0093]當(dāng)飛行速度減慢時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)過(guò)度噴施，應(yīng)相應(yīng)減小噴施系統(tǒng)的流量；當(dāng)飛行速度增加時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量；
[0094]e.所述指令獲取單元獲取處理計(jì)算單元所生成的調(diào)控指令，并將其調(diào)控指令發(fā)送到所述執(zhí)行控制模塊；
[0095]f.所述執(zhí)行控制模塊根據(jù)指令獲取模塊發(fā)送的調(diào)控指令執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)控動(dòng)作，完成對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；
[0096]g.如飛行高度和飛行速度發(fā)生變化，所述調(diào)節(jié)裝置重復(fù)以上步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0097]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊、狀態(tài)判斷模塊、作業(yè)參數(shù)獲取模塊、處理計(jì)算單元、指令獲取模塊及執(zhí)行控制模塊;所述狀態(tài)判斷模塊判斷所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊獲取的當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)的作業(yè)狀態(tài)為預(yù)定狀態(tài)后，所述參數(shù)獲取模塊將獲取的無(wú)人機(jī)飛行高度和飛行速度信息發(fā)送到所述處理計(jì)算單元，處理計(jì)算單元通過(guò)計(jì)算后將控制指令發(fā)送到執(zhí)行控制模塊，所述執(zhí)行控制模塊根據(jù)所接收到的指令對(duì)噴施組件進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而完成對(duì)噴幅大小和噴施流量的調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊，用于獲取農(nóng)用無(wú)人機(jī)當(dāng)前所處的狀態(tài)信息，當(dāng)前狀態(tài)信息包括待起飛狀態(tài)、正起飛狀態(tài)、預(yù)作業(yè)狀態(tài)、正作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)完成狀態(tài)及降落狀態(tài)，其中，預(yù)定狀態(tài)為預(yù)作業(yè)狀態(tài)和正在作業(yè)狀態(tài)中的任意一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述狀態(tài)判斷模塊用于判斷當(dāng)前無(wú)人機(jī)的狀態(tài)是否為預(yù)定狀態(tài)，若當(dāng)前狀態(tài)為所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述參數(shù)獲取模塊獲取當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)下無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息，并將信息發(fā)送給處理計(jì)算單元;若當(dāng)前狀態(tài)不是所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊重新獲取無(wú)人機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)信息，處理計(jì)算單元不產(chǎn)生調(diào)控指令。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述處理計(jì)算單元用于獲取的當(dāng)前無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息而生成對(duì)噴施組件的調(diào)控指令，其中，調(diào)控指令主要包括對(duì)嗔幅大小和嗔施流M大小的調(diào)節(jié)指令。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述調(diào)控指令的生成原理包括: D = Q/s(I) Q = q*t(2) s = L*w(3) L = v*t(4) 其中，D代表霧滴在單位時(shí)間t、單位面積s內(nèi)的有效沉積量，Q代表單位時(shí)間t內(nèi)的霧滴噴施總量，L代表單位時(shí)間t內(nèi)所前進(jìn)的距離，w代表無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)時(shí)的噴幅，將式(2)、(3)、(4)帶入式(I)可得: D = q/vw(5) 且在植保無(wú)人機(jī)中，噴幅W&h，h代表飛行高度； 根據(jù)航空噴施霧滴的沉積規(guī)律設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參照值，即當(dāng)無(wú)人機(jī)航空噴施作業(yè)的飛行高度為ho、飛行速度Vo時(shí)，噴幅為Wo、噴施流量為qo的無(wú)人機(jī)噴施霧滴能均勻的沉積在噴幅范圍內(nèi)；當(dāng)飛行高度降低時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)漏噴，應(yīng)調(diào)整噴幅變小，流量也應(yīng)相應(yīng)的減??；當(dāng)飛行高度升高時(shí)，無(wú)人機(jī)噴幅變大，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量； 當(dāng)飛行速度減慢時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)過(guò)度噴施，應(yīng)相應(yīng)減小噴施系統(tǒng)的流量或增大噴施系統(tǒng)的噴幅；當(dāng)飛行速度增加時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述指令獲取單元用于獲取處理計(jì)算單元所生成的調(diào)控指令，并將其調(diào)控指令發(fā)送到所述執(zhí)行控制模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述執(zhí)行控制模塊用于根據(jù)所述指令獲取模塊發(fā)送的調(diào)控指令執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)控動(dòng)作，其中，調(diào)控動(dòng)作主要包括對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)動(dòng)作，具體為: 設(shè)定預(yù)定飛行高度ho、飛行速度vo，作業(yè)參數(shù)獲取模塊獲取當(dāng)前飛行參數(shù)所述飛行參數(shù)包括飛行高度h、飛行速度V，噴幅大小和噴施流量大小的調(diào)節(jié)過(guò)程包括: 當(dāng)實(shí)時(shí)飛行高度h>ho或h〈ht)、v>v()或v〈vo時(shí)，處理計(jì)算單元產(chǎn)生對(duì)噴桿組件和噴灑系統(tǒng)的調(diào)節(jié)指令，指令獲取模塊獲取處理計(jì)算單元產(chǎn)生的指令，并發(fā)送給執(zhí)行控制模塊，執(zhí)行控制模塊根據(jù)相應(yīng)指令對(duì)噴桿組件和噴灑系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)噴幅和流量的增大或減小。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括下述步驟: a.農(nóng)用無(wú)人機(jī)起飛后，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊獲取當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)的狀態(tài)信息； b.獲取狀態(tài)信息后，所述狀態(tài)判斷模塊判斷當(dāng)前農(nóng)用無(wú)人機(jī)狀態(tài)是否為預(yù)定狀態(tài)，SP預(yù)作業(yè)狀態(tài)或正在作業(yè)狀態(tài)，若當(dāng)前狀態(tài)不是所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述當(dāng)前狀態(tài)獲取模塊重新獲取無(wú)人機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)信息，處理計(jì)算單元不產(chǎn)生調(diào)控指令； c.若當(dāng)前狀態(tài)為所述預(yù)定狀態(tài)時(shí)，所述參數(shù)獲取模塊獲取當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)下無(wú)人機(jī)的飛行高度和飛行速度信息，并將參數(shù)信息發(fā)送給處理計(jì)算單元； d.所述處理計(jì)算單元根據(jù)無(wú)人機(jī)的作業(yè)參數(shù)信息生成相應(yīng)的調(diào)控指令； e.所述指令獲取單元獲取處理計(jì)算單元所生成的調(diào)控指令，并將其調(diào)控指令發(fā)送到所述執(zhí)行控制模塊； f.所述執(zhí)行控制模塊根據(jù)指令獲取模塊發(fā)送的調(diào)控指令執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)控動(dòng)作，完成對(duì)噴幅大小和噴施流量大小的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)； g.如飛行高度和飛行速度發(fā)生變化，所述調(diào)節(jié)裝置重復(fù)以上步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟b中，狀態(tài)判斷模塊通過(guò)下述方法判斷當(dāng)前無(wú)人機(jī)是否為預(yù)定狀態(tài): 設(shè)定待起飛狀態(tài)、正起飛狀態(tài)、作業(yè)完成狀態(tài)及降落狀態(tài)的邏輯值為0，而預(yù)定狀態(tài)的邏輯值為I，所述預(yù)定狀態(tài)包括預(yù)作業(yè)狀態(tài)和正作業(yè)狀態(tài)，狀態(tài)判斷變量η與狀態(tài)邏輯值循環(huán)比較: 當(dāng)狀態(tài)判斷變量η#1時(shí)，狀態(tài)判斷變量繼續(xù)與下一階段邏輯值相比較，直到找到狀態(tài)判斷變量η = I;當(dāng)狀態(tài)判斷變量η = I時(shí)，即可判定當(dāng)前無(wú)人機(jī)狀態(tài)為預(yù)定狀態(tài)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)噴施系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟d中， 所述調(diào)控指令的生成原理包括: D = Q/s(I) Q = q*t(2) s = L*w(3) L = v*t(4) 其中，D代表霧滴在單位時(shí)間t、單位面積s內(nèi)的有效沉積量，Q代表單位時(shí)間t內(nèi)的霧滴噴施總量，L代表單位時(shí)間t內(nèi)所前進(jìn)的距離，w代表無(wú)人機(jī)噴施作業(yè)時(shí)的噴幅，將式(2)、(3)、(4)帶入式(I)可得: D = q/vw(5) 且在植保無(wú)人機(jī)中，噴幅W&h，h代表飛行高度； 根據(jù)航空噴施霧滴的沉積規(guī)律設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參照值，即當(dāng)無(wú)人機(jī)航空噴施作業(yè)的飛行高度為ho、飛行速度vo時(shí)，噴幅為Wo、噴施流量為qo的無(wú)人機(jī)噴施霧滴能均勻的沉積在噴幅范圍內(nèi)；當(dāng)飛行高度降低時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)漏噴，應(yīng)調(diào)整噴幅變小，流量也應(yīng)相應(yīng)的減?。划?dāng)飛行高度升高時(shí)，無(wú)人機(jī)噴幅變大，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量； 當(dāng)飛行速度減慢時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)過(guò)度噴施，應(yīng)相應(yīng)減小噴施系統(tǒng)的流量;當(dāng)飛行速度增加時(shí)，為避免無(wú)人機(jī)下方區(qū)域出現(xiàn)少噴，應(yīng)相應(yīng)增大噴施系統(tǒng)的流量。
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK106094532SQ201610673650
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月16日 公開(kāi)號(hào)201610673650.1, CN 106094532 A, CN 106094532A, CN 201610673650, CN-A-106094532, CN106094532 A, CN106094532A, CN201610673650, CN201610673650.1
【發(fā)明人】蘭玉彬, 陳盛德, 劉琪, 李繼宇, 張亞莉, 彭瑾, 張海艷, 姚偉祥
【申請(qǐng)人】華南農(nóng)業(yè)大學(xué)