植保無人機的精準作業方法和系統技術方案

本發明專利技術屬于無人機技術領域，具體涉及一種植保無人機的精準作業方法和系統。本發明專利技術旨在解決現有植保作業不能兼顧精準作業、成本節約和簡化操作的問題。為此目的，本發明專利技術提供的方法包括：規劃無人機航線；將差分GPS基站架設到控制點；配置所述差分GPS基站的坐標；將所述差分GPS基站與無人機上的差分GPS移動站配對連接；以及無人機按照所述無人機航線進行植保作業，其特征在于，所述規劃無人機航線的步驟包括通過無人機航測規劃無人機航線。通過無人機航測代替人工測繪，不但提高了精準度，同時提高了工作效率。另一方面，在無人機航測的過程中，測量像控點的同時標記控制點，不但提高了定位精度，而且節省了工作量和成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于無人機
，具體涉及一種植保無人機的精準作業方法和系統。
技術介紹
過去的無人機植保都是飛手通過目視判斷和操縱遙控器控制無人機作業，這樣做的問題是經常出現漏噴、重噴和誤噴，很難做到精準作業，因此，精準作業是無人機植保的一個關鍵問題。無人機植保必須能夠獲取植保農田的準確位置信息和障礙物信息，并且在植保作業過程中準確獲取無人機定位信息，控制無人機飛行軌跡，這樣才能達成精準植保作業的目標。為了獲取植保農田的位置信息和障礙物信息，目前典型的處理方法主要有兩種：第一種方法是通過公開發布的百度地圖、谷歌地圖等地圖數據，獲取目標區域的位置信息，這種方法的缺陷是數據的現勢性不強，精度不高，通常會有幾十米的誤差，而且缺少障礙物信息；第二種方法是在簽訂植保合同之后，派外業測繪組帶高精度差分GPS到植保農田現場進行測量，獲得高精度的位置信息和障礙物信息，這種方法的缺點是測繪工作量大，作業效率低，作業成本高。因此，使用合理的技術途徑獲取植保農田的位置信息和障礙物信息非常關鍵。為了準確獲取無人機的定位信息，控制無人機的飛行軌跡，通常在無人機上安裝GPS設備。目前通常有兩種類型的GPS設備在使用：一種是普通的GPS接收機，其定位精度較低，通常有5米左右的誤差；一種是高精度的差分GPS設備，作業時需要架設一個差分GPS基站，如果該基站架設在已知坐標的控制點(控制點是測繪術語，指用于測量其它點位坐標的已知參考點)上，無人機上的差分GPS移動站的絕對定位精度可以達到厘米級，但是如果差分GPS基站沒有已知坐標的控制點可使用，無人機上的移動站的相對定位精度可以達到厘米級，但絕對定位的誤差仍然在5米左右。然而，在植保農田現場，我們往往很難獲得已知坐標的控制點，如果通過CORS(連續運行參考站系統，該系統提供衛星定位服務)服務獲取控制點坐標，又增加了作業成本和操作難度。因此，本領域需要一種新的方法來解決現有植保作業過程中存在的上述問題，以使在植保作業中既能夠保證作業精準，同時又能節約成本，簡化操作。
技術實現思路
為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決現有植保作業不能兼顧精準作業、成本節約和簡化操作的問題，本專利技術提供了一種植保無人機的精準作業方法。該方法包括下列步驟：規劃無人機航線；將差分GPS基站架設到控制點；配置所述差分GPS基站的坐標；將所述差分GPS基站與無人機上的差分GPS移動站配對連接；以及無人機按照所述無人機航線進行植保作業，其特征在于，所述規劃無人機航線的步驟包括通過無人機航測規劃無人機航線。在上述植保無人機的精準作業方法中，所述通過無人機航測規劃無人機航線的步驟進一步包括：在測量像控點的同時，標記控制點；利用標記的控制點建立控制點庫；通過無人機航測獲取航線規劃數據；對獲取的航線規劃數據進行處理；以及根據處理的航線規劃數據進行無人機航線規劃。進一步地，所述將差分GPS基站架設到控制點的步驟包括將差分GPS基站架設到所述控制點庫中的一個控制點。在上述植保無人機的精準作業方法中，所述通過無人機航測獲取航線規劃數據的步驟進一步包括獲取植保區域的數字線畫圖DLG、數字高程模型DEM和障礙物信息。本專利技術還提供了一種植保無人機的精準作業系統，包括：植保無人機；設置在植保無人機上的差分GPS移動站；差分GPS基站；以及與所述差分GPS移動站和所述差分GPS基站通信的地面站系統，其特征在于，所述精準作業系統還包括與所述地面站系統通信的航測無人機，所述地面站系統從所述航測無人機接收航測數據并根據所述航測數據規劃植保無人機的航線。在上述植保無人機的精準作業系統中，所述地面站系統包括：通信模塊，其使所述地面站系統能夠與所述差分GPS基站、所述差分GPS移動站和所述航測無人機通信；航線規劃模塊，其根據從所述航測無人機接收的數據規劃所述植保無人機的航線；以及控制點庫，其包括多個在測量像控點的同時標記的控制點。在上述植保無人機的精準作業系統中，所述航測數據包括植保區域的數字線畫圖DLG、數字高程模型DEM和障礙物信息。在本專利技術的技術方案中，通過無人機航測代替人工測繪，提高了工作效率。另一方面，在無人機航測的過程中，在測量像控點的同時標記控制點，從而不但提高了定位精度，而且還節省了工作量和成本。總而言之，該方法通過無人機航測獲取的航線規劃數據進行航線規劃，再通過差分GPS控制無人機飛行，而且無人機航測過程中同時建立控制點庫，確保無人機作業的精度。與現有技術相比，具有非常明顯的技術進步。附圖說明圖1是本專利技術的植保無人機的精準作業系統的結構示意圖；圖2是本專利技術的植保無人機的精準作業方法的流程圖。具體實施方式下面參照附圖來描述本專利技術的優選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本專利技術的技術原理，并非旨在限制本專利技術的保護范圍。在無人機進行植保作業時，需要對無人機的航線進行規劃，而要實現精準作業，一方面要有高精度的農田基礎地理信息數據，另一方面要能夠在無人機飛行過程中獲取無人機的準確定位信息，從而控制無人機的飛行軌跡。由于
技術介紹
中指出了現有植保作業中存在的問題，結合上述兩方面的需求，本專利技術通過無人機航測的技術手段實現無人機精準作業。圖1是本專利技術的植保無人機的精準作業系統的結構示意圖。如圖1所示，本專利技術的植保無人機的精準作業系統包括植保無人機、設置在植保無人機上的差分GPS移動站、差分GPS基站和地面站系統，其中地面站系統能夠與差分GPS移動站和差分GPS基站通信。該系統還包括航測無人機，地面站系統能夠與該航測無人機通信并接收航測無人機的航測數據，然后根據該航測數據規劃植保無人機的航線。具體而言，地面站系統包括通信模塊、航線規劃模塊和控制點庫。其中，通信模塊用于地面站系統與差分GPS基站、植保無人機差分GPS移動站和航測無人機通信；航線規劃模塊根據從航測無人機接收的航測數據規劃所述植保無人機的航線，所述航測數據包括植保區域的數字線畫圖DLG(DigitalLineGraphic)、數字高程模型DEM(DigitalElevationModel)和障礙物信息。另外，在進行無人機航測之前，需要外業測量獲取航測區域內的一組像控點，此時，在測量像控點的同時，本專利技術根據差分GPS基站的需求，標記并測量一定數量的控制點，比如可以每隔4公里標記并測量一個控制點，利用所測量的控制點建立控制點庫存儲在地面站系統中。接下來參閱圖2，本專利技術的植保無人機的精準作業方法包括下列步驟：通過無人機航測規劃無人機航線；將差分GPS基站架設到控制點；配置所述差分GPS基站的坐標；將所述差分GPS基站與無人機上的差分GPS移動站配對連接；以及無人機按照所述無人機航線進行植保作業。通過無人機航測規劃無人機航線的步驟進一步包括：在測量像控點的同時，標記控制點；根據標記的控制點建立控制點庫；通過無人機航測獲取航線規劃數據；對獲取的航線規劃數據進行處理；以及根據處理的航線規劃數據進行無人機航線規劃。具體而言，圖2是本專利技術的植保無人機的精準作業方法的流程圖。如圖2所示，在無人機航測之前首先需要測量植保區域的像控點，同時標記并測量一定數量的控制點，并利用所述控制點建立控制點庫，然后通過無人機航測技術獲取植保區域的數字線畫圖DLG、數字高程模型DEM和植保區域的障礙本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種植保無人機的精準作業方法，包括下列步驟：規劃無人機航線；將差分GPS基站架設到控制點；配置所述差分GPS基站的坐標；將所述差分GPS基站與無人機上的差分GPS移動站配對連接；以及無人機按照所述無人機航線進行植保作業，其特征在于，所述規劃無人機航線的步驟包括通過無人機航測規劃無人機航線。

【技術特征摘要】
1.一種植保無人機的精準作業方法，包括下列步驟：規劃無人機航線；將差分GPS基站架設到控制點；配置所述差分GPS基站的坐標；將所述差分GPS基站與無人機上的差分GPS移動站配對連接；以及無人機按照所述無人機航線進行植保作業，其特征在于，所述規劃無人機航線的步驟包括通過無人機航測規劃無人機航線。2.根據權利要求1所述的植保無人機的精準作業方法，其特征在于，所述通過無人機航測規劃無人機航線的步驟進一步包括：在測量像控點的同時，標記控制點；利用標記的控制點建立控制點庫；通過無人機航測獲取航線規劃數據；對獲取的航線規劃數據進行處理；以及根據處理的航線規劃數據進行無人機航線規劃。3.根據權利要求2所述的植保無人機的精準作業方法，其特征在于，所述將差分GPS基站架設到控制點的步驟包括將差分GPS基站架設到所述控制點庫中的一個控制點。4.根據權利要求3所述的植保無人機的精準作業方法，其特征在于，所述通過無人機航測獲取航線規劃數據的步驟進一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伏浩，劉陽鋒，于雷易，
申請(專利權)人：北京艾森博航空科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11