一种植保无人机精准施药的控制系统及其控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115061409A(43)申请公布日2022.09.16(21)申请号202210780023.3(22)申请日2022.07.04(71)申请人华南农业大学地址510000广东省广州市天河区五山(72)发明人漆海霞黄桂珍李承杰周子森胡超云杨泽康陈宇(74)专利代理机构佛山市禾才知识产权代理有限公司44379专利代理师刘羽波陈嘉琦(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称一种植保无人机精准施药的控制系统及其控制方法(57)摘要本发明涉及农业信息技术领域，提供了一种植保无人机精准施药的控制系统及其控制方法，包括：控制主板、定位模块、惯性测量单元、无线数传模块、施药执行器模块以及上位机平台；控制主板用于控制定位模块、惯性测量单元、无线数传模块及施药执行器模块之间进行指令与信息的传输；定位模块用于获取预设农田处方图的位置信息；惯性测量单元用于植保无人机在预设农田处方图中作业时的姿态信息；无线数传模块用于实现控制主板与上位机平台间的数据传输；施药执行器模块用于执行处方施药；上位机平台用于显示实时作业信息并储存相应的处方信息。本发明施药控制精准、定位精度高及可视化、适用范围广。CN115061409ACN115061409A权利要求书1/2页1.一种植保无人机精准施药的控制系统，其特征在于，包括：控制主板、定位模块、惯性测量单元、无线数传模块、施药执行器模块以及上位机平台；所述控制主板用于控制所述定位模块、所述惯性测量单元、所述无线数传模块及所述施药执行器模块之间进行指令与信息的传输；所述定位模块用于获取预设农田处方图的位置信息；所述惯性测量单元用于植保无人机在所述预设农田处方图中作业时的姿态信息；所述无线数传模块用于实现所述控制主板与所述上位机平台间的数据传输；所述施药执行器模块用于执行处方施药；所述上位机平台用于显示实时作业信息并储存相应的处方信息。2.如权利要求1所述的植保无人机精准施药的控制系统，其特征在于，所述控制主板包括：STM32处理器、电源电路、TTL接口、执行器控制电路以及电平转换电路；所述STM32处理器的一端与所述TTL接口的一端连接，所述TTL接口的另一端与所述无线数传模块连接，所述STM32处理器的另一端分别与所述执行器控制电路和所述电平转换电路连接，所述电源电路连接外部电源，用于为所述STM32处理器、所述施药执行器、所述无线数传模块、所述惯性测量单元及所述定位模块进行供电，所述TTL接口用于实现与所述无线数传模块通讯连接，所述执行器控制电路用于对所述施药执行器模块进行控制处理，所述电平转换电路用于将所述STM32处理器输出的TTL电平转换为232电平，用以实现所述定位模块及所述惯性测量单元的数据传输。3.如权利要求1所述的植保无人机精准施药的控制系统，其特征在于，所述定位模块为BDS高精度定位模块，所述BDS高精度定位模块包括BDS基站和BDS移动站，所述BDS基站放置于地面，用于给所述BDS移动站提供高精度的差分数据源，所述BDS移动站搭载在所述植保无人机上，用于获取所述差分数据源并根据所述植保无人机飞行位置及时更新当前位置信息。4.如权利要求3所述的植保无人机精准施药的控制系统，其特征在于，所述BDS基站的型号为M100GNSS接收机，所述BDS移动站的型号为K823GNSS芯片。5.如权利要求1所述的植保无人机精准施药的控制系统，其特征在于，所述惯性测量单元的型号为LVG324芯片，用于获取所述植保无人机在所述预设农田处方图作业时的加速度、角速度、俯仰角、横滚角以及偏航角数据。6.如权利要求1所述的植保无人机精准施药的控制系统，其特征在于，所述施药执行器模块包括离心喷头和蠕动泵，所述离心喷头包括离心电机和离心喷盘。7.如权利要求1所述的植保无人机精准施药的控制系统，其特征在于，所述无线数传模块的型号为SX1278芯片。8.如权利要求1所述的植保无人机精准施药的控制系统，其特征在于，所述上位机平台还用于通过串口接收所述控制主板发送的数据包，通过提取所述数据包中指定数据来解析作业系统当前作业状态，并通过所述上位机平台来显示所述植保无人机飞行过程中所检测到的无人机飞行参数、作业环境参数以及地理位置参数。9.一种如权利要求1‑8任一项所述植保无人机精准施药的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、系统启动，初始化各硬件串口配置同时读取农田处方信息，与无线数传模块建立通2CN115061409A权利要求书2/2页讯协议；S2、对所述农田处方信息数据处理，根据处方信息将处方坐标进行转换，并建立坐标系转换函数；S3、调用BDS子函数和IMU子函数分别读取BDS数据和IMU数