【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及面向低空遙感數據采集的農用無人機無線傳能和信息中繼領域，特別涉及面向低空遙感數據采集的農用無人機無線傳能和信息中繼方法。
技術介紹
1、空間數據分布廣泛，世界上80％的數據與空間相關，農業是遙感應用的重要領域。農業遙感數據獲取是指利用衛星、飛行器等對地面農業目標進行大范圍監測、遠程數據獲取。遙感技術是一種空間信息獲取技術，具有獲取數據范圍大、獲取信息速度快、周期短、獲取信息手段多、信息量大等特點。農業遙感技術可以客觀、準確、及時地提供作物生態環境和作物生長的各種信息，主要應用在農用地資源的監測與保護、農作物大面積估產與長勢監測、農業氣象災害監測和作物模擬模型等幾方面。隨著遙感技術的飛速發展，特別是高時空分辨率的大覆蓋面積多光譜傳感器、高空間-高光譜傳感器的應用等，農業遙感數據精度逐漸提高、數據量急劇增加、數據格式也越來越復雜、多源數據融合需求非常迫切。農業遙感數據能反映大面積、長時間的農業生產狀況，屬于宏觀、全局層面的農業數據。
2、無人機遙感作為航空遙感的重要補充，以其機動靈活、作業選擇性強、精準度高、作業周期短、時效性好、維護使用費低、經濟適用、安全性好等諸多優點，在精準農業等方面得到廣泛的關注及應用。近年來，隨著傳感器技術和先進飛控導航技術的發展，無人空中飛行器的穩定性、可靠性、可操作性大大提高，使得農用無人機搭配數碼相機進行農業領域的低空遙感方案具有很高的可行性。
3、一方面，可以通過在農用無人機上配置高清數碼相機、高清攝像頭、多光譜儀、高光譜儀、熱像儀、各種傳感器等專業成像設備，獲
4、另一方面，通過在農用無人機上配置高精度定位器、機械臂等作業裝置，農用無人機就成為了三維可移動機器人，可完成各種農作任務，當前和可預測的應用包括:田間播種、植保噴藥、田間施肥、田間授粉、水面投料、設施巡檢等。國內外實踐表明，將農用無人機用于植保作業，能極大提高作業效率，且不會對土壤進行重復碾壓，不傷作物，能提高農藥有效利用率，在一定程度上減少勞動力。在農用無人機播種方面，美國俄勒岡州農用無人機創業公司droneseed開發出一種高速播種農用無人機，可運用壓縮空氣把種子射入土壤中，此設備已應用與美國西北部森林再造，大大提高了造林工作效率。
5、但與此同時，無人機在農業應用中存在以下一些不足和亟待解決的問題：
6、常用農用無人機受機身重量及搭載輔助器件的影響，一般續航時間為20～60min，通訊距離根據搭載的通信模塊不同，其通訊范圍在0.5～15km之間不等。大疆m200農用無人機最大載重2kg，通訊控制范圍半徑7km，最長飛行時間只有38min，嚴重暴露了載重下農用無人機續航能力低下的不足。在低負載下，例如只搭載圖像采集設備的農用無人機，最大續航也基本不超過60min。由于在農業低空數據采集過程中無人機都是進行大范圍的作業，承重能力太低、續航時間太短、通信范圍過窄會導致實用性的降低。
7、近幾年農用無人機的發展快速，鋰電池驅動農用無人機由于重量輕、體積??；振動小，噪聲小，不干擾載荷的工作，如拍攝圖片；易于起動、可靠性高然而，由于尺寸、重量等都有嚴格的限制，受當前動力電池技術發展的制約，續航時間短；頻繁更換電池；電池重，增加了整機質量，降低了農用無人機的承載能力；續航能力及通訊范圍受限一直嚴重制約著農用無人機在農業低空遙感數據采集領域的發展。因此，很多研究針對以上問題展開了以下方面的研究。
8、(1)飛行器設計方面，設計適合農業各領域應用的不同無人機型號外觀，減輕不必要承重，最大程度提升工作效率；提升飛行器抗惡劣天氣影響的能力，提升其安全性?，F階段農用無人機大多采用電池供電，較燃油驅動農用無人機而言，降低了成本及機身尺寸，同時也提高了便攜性及安全性。飛行導航系統方面，利用“gps/北斗+wifi+基站”的定位方式，提高導航精度；優化飛行算法，提升航行規劃精確性、智能性。續航能力方面，由于農業農用無人機要求搭載的設備越來越豐富，要求的飛行時間也越來越長，研究架空避雷線取能技術和無線傳能技術進行快速充電，可以很大程度的提升農用無人機的續航能力。
9、(2)在采集信息時，信息需要通過鄰近節點進行存儲轉發，會產生大量的能量消耗。如果在無線傳感網絡中引入可移動的節點專門進行信息的采集，那么農用無人機無疑是最佳選擇之一。憑借著農用無人機強大的機動性、充足的能量供應，其可在傳感網絡中充當一個可隨意移動、能量無限的具有信息采集的強大節點，則可以有效減少網絡中信息轉發而消耗的能量，延長整個無線傳感網絡的生存時間。無線傳感器網絡節點主要是通過人工設置或者高空播撒等方式隨機部署在監測區域。無線傳感器網絡節點構成無線傳感器網絡主要是通過自組織的方式進行的。無線傳感器網絡節點具有感知、采集、存儲和處理數據的能力，可以監測區域內的信息進行處理，并進行分析，還可以多跳的方式將數據返回給農用無人機。而農用無人機的發射能力比較強，具有較高的能量，同時農用無人機還可以搭載相應的處理器，具備數據存儲和處理能力，可以將整個區域內的數據進行采集，并將數據信息傳送給觀察者進行處理。
10、無線傳能技術，是一種利用共振磁耦合無線電能傳輸實現電源到機載電池的非接觸式新型電能接入模式。在電能的整個傳輸過程中，電源端和機載端不存在直接的電氣連接，因此不存在機械磨損、漏電和影響環境美觀等問題。對于農田信息采集來說，傳感器是最重要的組成部分。隨著農用無人機越來越多被應用在，不同種類的無人機傳感器逐漸需要應用本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.面向低空遙感數據采集的農用無人機無線傳能和信息中繼方法，其他同志在于：由如下步驟構成：
【技術特征摘要】
1.面向低空遙感數據采集的農用無人機無線傳能和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡小波，候錄提，劉紅巖，鐘籠權，
申請(專利權)人：云南農業大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。