【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及植保無人機，尤其涉及一種基于植保無人機的病蟲害監測系統。
技術介紹
1、在目前的農業農作物病蟲害監控中，主要以固定的網絡攝像機或傳統無人機采集病蟲害信息，并且依靠人眼主觀辨別病蟲害類型及危害程度，在農業種植過程中，常依靠植保無人機對種植區域進行監測，植保無人機，又名無人飛行器，顧名思義是用于農林植物保護作業的無人駕駛飛機，該型無人飛機由飛行平臺(固定翼、直升機、多軸飛行器)、導航飛控、噴灑機構三部分組成，通過地面遙控或導航飛控，來實現噴灑作業，可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。隨著無人機技術高速發展，更具廣泛意義的“農業無人機”逐步替代“植保無人機”，農業無人機不僅用于噴灑施藥，還能進行撒肥、撒種、撒飼料等多種工作，滿足農戶多樣化需求，提高生產效率。多家無人機公司正在積極探索基于無人機技術的農業解決方案，共同推動全球農業的發展革新和進步。
2、現有技術中的植保無人機，在使用過程中因種植區域不一，而植保無人機的電池是有限的，若在植保無人機進行監測過程中，沒有良好的規劃，則導致植保無人機常需要人工進行操作返回等，這樣既增加了人力成本，同時也導致植保無人機在監測過程中工作效率并不佳。
3、公開號為：cn112229856a的中國專利公開了用以監測農作物病蟲害的無人機、無人機系統及監測方法，本專利技術公開一種用以監測農作物病蟲害的無人機、無人機系統及監測方法，該所述用以監測農作物病蟲害的無人機包括無人機本體、伸縮組件和視覺檢測組件，所述伸縮組件安裝在所述無人機本體下端，且其伸縮端朝下，所述視覺檢測組件安裝
4、上述方案能夠監測農作物病蟲害的無人機、無人機系統及監測方法可實現農作物生長部位病蟲害的監測，但其對無人機的規劃以及種植區域的規劃不佳，這樣則導致在無人機對種植區域的監測效果不佳，為能解決上述
技術介紹
中的問題。。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術的目的在于提出一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，該基于植保無人機的病蟲害監測系統解決了在使用過程中因種植區域不一，而植保無人機的電池是有限的，若在植保無人機進行監測過程中，沒有良好的規劃，則導致植保無人機常需要人工進行操作返回等，這樣既增加了人力成本，同時也導致植保無人機在監測過程中工作效率并不佳的問題。
2、為實現本專利技術的目的，本專利技術通過以下技術方案實現：一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，包括植保無人機本體、自檢模塊、傳輸模塊、規劃模塊、信息分析模塊、測距模塊、控制模塊、記錄模塊、三維模型生成模塊和集成模塊，所述植保無人機本體與自檢模塊和控制模塊相連接，所述自檢模塊與傳輸模塊和規劃模塊相連接，所述規劃模塊與信息分析模塊、傳輸模塊和三維模型生成模塊相連接，所述測距模塊與控制模塊相連接，所述控制模塊與多級電動氣缸和第一超廣角監測攝像裝置和第二超廣角監測攝像裝置相連接，所述記錄模塊與傳輸模塊、信息分析模塊、三維模型生成模塊和第一超廣角監測攝像裝置相連接，所述三維模型生成模塊與第一超廣角監測攝像裝置相連接,所述集成模塊與傳輸模塊、三維模型生成模塊、第一超廣角監測攝像裝置和第二超廣角監測攝像裝置相連接。
3、進一步改進在于：所述自檢模塊是用于將植保無人機本體中的當前位置信息、當前續航信息和當前給組件裝置是否正常進行自我檢測，并將檢測數據通過傳輸模塊傳輸至操作終端和顯示終端；
4、所述傳輸模塊是用于將自檢模塊中的植保無人機本體中的各項指標和植保無人機本體在作業過程中所產生的數據傳輸至操作終端和顯示終端；
5、所述規劃模塊是用于以信息分析模塊數據、自檢模塊數據和三維模型生成模塊數據為基礎與當前植保無人機本體剩余作業區域進行規劃，從而得到植保無人機本體本次作業最優的路線規劃。
6、進一步改進在于：所述信息分析模塊是用于對植保無人機本體所作業的種植區域中所種植的咖啡樹種類的信息收集，并分析不同種類咖啡樹在當前種植區域中可能存在的蟲害信息以及蟲害信息所產生的特征，同時對植保無人機本體所作業的種植區域中的各類環境因素進行收集和分析，并且對植保無人機本體當天作業時間段的能見度情況、風速情況和作業時間段的天氣情況進行收集和分析；
7、所述測距模塊是用于植保無人機本體在病蟲害監測過程中通過激光測距裝置對種植區域中的咖啡樹高度進行快速測距，再通過控制模塊對第一超廣角監測攝像裝置進行調整；
8、所述控制模塊是用于控制多級電動氣缸進行工作從而調整第一超廣角監測攝像裝置的高度，并控制第一超廣角監測攝像裝置和第二超廣角監測攝像裝置進行病蟲害監測拍攝。
9、進一步改進在于：所述記錄模塊是用于通過第一超廣角監測攝像裝置和第二超廣角監測攝像裝置對種植區域中根據信息分析模塊所拍攝的咖啡樹的病蟲害信息圖片進行拍攝以及記錄；
10、所述三維模型生成模塊是用于在植保無人機本體作業前，對植保無人機本體所作業的區域通過第一超廣角監測攝像裝置進行生成三維模型；
11、所述集成模塊是用于將第一超廣角監測攝像裝置和第二超廣角監測攝像裝置所拍攝的咖啡樹的病蟲害圖片進行拼接，構成全景圖像，并配合三維模型生成模塊中生成的坐標進行標注，最后將信息通過傳輸模塊傳輸至操作人員的操作終端和顯示終端。
12、進一步改進在于：所述傳輸模塊將植保無人機本體作業所產生的數據通過發送cpe設備傳輸至5g基站，其次再通過live的分發網絡進行傳輸至接收cpe設備，最后通過接收cpe設備將植保無人機本體作業所產生的數據傳輸至操作人員的操作終端和顯示終端。
13、進一步改進在于：所述植保無人機本體在進行病蟲害監測作業過程中，依據三維模型生成模塊中的坐標，實時通過gps進行定位當前無人機的飛行坐標，同時將實時飛行坐標通過傳輸模塊傳輸至操作人員的操作終端和顯示終端。
14、進一步改進在于：所述規劃模塊的路徑規劃具體實施方法如下：
15、步驟一：首先根據植保無人機本體的能量消耗和充電模型表示為由一個元組所組成的pomdp模型，之后進行表示狀態空間s，得到在時間步t開始時的狀態定義為：
16、
17、式中無人機的電池容量由emax表示，充電速率表示為每個時隙ech；
18、步驟二：其次進行分析觀測空間并在時間步t開始時不知道真實狀態表示為s(t)，從而把觀測空間的結果表示為：
19、
20、并且有效動作集取決于當前觀測即當前位置lu(t)和電池狀態e(t)，可以由表示；
21、步驟三：再進行分析動作空間a,同時通過步驟一和步驟二得到無人機在時間步t的動作可以表示為：
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1.一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，包括植保無人機本體(1)、自檢模塊、傳輸模塊、規劃模塊、信息分析模塊、測距模塊、控制模塊、記錄模塊、三維模型生成模塊和集成模塊，其特征在于：所述植保無人機本體(1)與自檢模塊和控制模塊相連接，所述自檢模塊與傳輸模塊和規劃模塊相連接，所述規劃模塊與信息分析模塊、傳輸模塊和三維模型生成模塊相連接，所述測距模塊與控制模塊相連接，所述控制模塊與多級電動氣缸(4)和第一超廣角監測攝像裝置(10)和第二超廣角監測攝像裝置(14)相連接，所述記錄模塊與傳輸模塊、信息分析模塊、三維模型生成模塊和第一超廣角監測攝像裝置(10)相連接，所述三維模型生成模塊與第一超廣角監測攝像裝置(10)相連接,所述集成模塊與傳輸模塊、三維模型生成模塊、第一超廣角監測攝像裝置(10)和第二超廣角監測攝像裝置(14)相連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述自檢模塊是用于將植保無人機本體(1)中的當前位置信息、當前續航信息和當前給組件裝置是否正常進行自我檢測，并將檢測數據通過傳輸模塊傳輸至操作終端和顯示終端；
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4.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述記錄模塊是用于通過第一超廣角監測攝像裝置(10)和第二超廣角監測攝像裝置(14)對種植區域中根據信息分析模塊所拍攝的咖啡樹的病蟲害信息圖片進行拍攝以及記錄；
5.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述傳輸模塊將植保無人機本體(1)作業所產生的數據通過發送CPE設備傳輸至5G基站，其次再通過live的分發網絡進行傳輸至接收CPE設備，最后通過接收CPE設備將植保無人機本體(1)作業所產生的數據傳輸至操作人員的操作終端和顯示終端。
6.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述植保無人機本體(1)在進行病蟲害監測作業過程中，依據三維模型生成模塊中的坐標，實時通過GPS進行定位當前無人機的飛行坐標，同時將實時飛行坐標通過傳輸模塊傳輸至操作人員的操作終端和顯示終端。
7.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述規劃模塊的路徑規劃具體實施方法如下：
8.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述三維模型生成模塊生成三維模型具體實施方法如下：
9.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述植保無人機本體(1)的底端安裝有安裝板(2)，所述安裝板(2)的內部開設有第一滑槽(3)，所述第一滑槽(3)的兩側均安裝有多級電動氣缸(4)，所述多級電動氣缸(4)的輸出端均與第一活動塊(5)的一側相連接，所述第一活動塊(5)的底端均通過轉軸與伸縮架(6)的頂端相鉸接。
10.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述伸縮架(6)的底端均通過轉軸與第二活動塊(7)的頂端相鉸接，所述第二活動塊(7)活動連接在第二滑槽(8)的內部，所述第二滑槽(8)開設在連接板(9)的內部，所述連接板(9)的底端安裝有第一超廣角監測攝像裝置(10)，所述連接板(9)的頂端對稱安裝導向套管(11)，所述導向套管(11)的頂端活動連接有導向套桿(12)，所述導向套桿(12)的頂端與安裝板(2)的底端相連接。
...【技術特征摘要】
1.一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，包括植保無人機本體(1)、自檢模塊、傳輸模塊、規劃模塊、信息分析模塊、測距模塊、控制模塊、記錄模塊、三維模型生成模塊和集成模塊，其特征在于：所述植保無人機本體(1)與自檢模塊和控制模塊相連接，所述自檢模塊與傳輸模塊和規劃模塊相連接，所述規劃模塊與信息分析模塊、傳輸模塊和三維模型生成模塊相連接，所述測距模塊與控制模塊相連接，所述控制模塊與多級電動氣缸(4)和第一超廣角監測攝像裝置(10)和第二超廣角監測攝像裝置(14)相連接，所述記錄模塊與傳輸模塊、信息分析模塊、三維模型生成模塊和第一超廣角監測攝像裝置(10)相連接，所述三維模型生成模塊與第一超廣角監測攝像裝置(10)相連接,所述集成模塊與傳輸模塊、三維模型生成模塊、第一超廣角監測攝像裝置(10)和第二超廣角監測攝像裝置(14)相連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述自檢模塊是用于將植保無人機本體(1)中的當前位置信息、當前續航信息和當前給組件裝置是否正常進行自我檢測，并將檢測數據通過傳輸模塊傳輸至操作終端和顯示終端；
3.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述信息分析模塊是用于對植保無人機本體(1)所作業的種植區域中所種植的咖啡樹種類的信息收集，并分析不同種類咖啡樹在當前種植區域中可能存在的蟲害信息以及蟲害信息所產生的特征，同時對植保無人機本體(1)所作業的種植區域中的各類環境因素進行收集和分析，并且對植保無人機本體(1)當天作業時間段的能見度情況、風速情況和作業時間段的天氣情況進行收集和分析；
4.根據權利要求1所述的一種基于植保無人機的病蟲害監測系統，其特征在于：所述記錄模塊是用于通過第一超廣角監測攝像裝置(10)和第二超廣角監測攝像裝置(14)對種植區域中根據信息分析模塊所拍攝的咖啡樹的病蟲害信息圖片進行拍攝以及記錄；
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【專利技術屬性】
技術研發人員：孫妤喆，蘭曉俐，周劍云，蘭花艷，周清松，劉恒，周偉東，周友忠，相楊，楊凱，余文浩，廖幫濤，
申請(專利權)人：普洱學院，
類型：發明
國別省市：
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