一种智能喷洒农药飞行器及方法

专利主权项内容

1.一种智能喷洒农药的方法，其特征在于，所述方法基于一种智能喷洒农药飞行器实现，所述智能喷洒农药飞行器包括四旋翼飞行器、视觉检测处理装置和农药喷洒装置；所述视觉检测处理装置包括摄像头和微处理器，所述摄像头用于拍摄图像；所述农药喷洒装置包括农药桶、喷药软管、电磁阀，所述喷药软管设置在农药桶的出药口上，所述电磁阀设置在所述农药桶处；所述微处理根据所拍摄的图像检测有无农作物，在有农作物时控制打开所述电磁阀，使农药从农药桶经喷药软管后喷洒；所述四旋翼飞行器包括：机架、电源模块、控制模块和动力模块，所述机架包括四轴固定板、四轴机架、减震球、减震板、起落架和载物套管，所述电源模块包括动力电池和稳压模块，所述控制模块包括APM飞控、接收机、GPS支架固定螺丝、GPS折叠支架和GPS，所述动力模块包括自锁桨叶、无刷电机和无刷电调；所述四轴固定板和所述起落架固定在所述四轴机架下面，所述减震板和所述减震球固定在所述四轴机架上面，所述载物套管固定在所述起落架上面，所述减震板由所述减震球相连接；所述动力电池固定在所述四轴固定板下面，所述稳压模块固定在所述四轴固定板上面；所述接收机、所述GPS支架固定螺丝、所述GPS折叠支架和所述GPS固定在所述四轴固定板上面，所述APM飞控固定在所述减震板上面，所述GPS折叠支架一端连接所述GPS，另一端由所述GPS支架固定螺丝固定在所述四轴固定板上面；所述无刷电机和所述无刷电调固定在所述四轴机架上面，所述自锁桨叶和所述无刷电机螺旋配合；所述视觉检测处理装置还包括摄像头支架固定螺丝、摄像头支架；所述摄像头支架固定螺丝、所述摄像头支架和所述摄像头固定在所述四轴固定板上面，所述微处理器固定在所述减震板上面，所述摄像头支架一端连接所述摄像头，另一端由所述摄像头支架固定螺丝固定在所述四轴固定板上面；所述农药桶固定在所述载物套管上面，继电器和所述电磁阀固定在所述农药桶两侧，所述喷药软管套在所述电磁阀上面；所述无刷电调的控制端、所述GPS和所述接收机分别连接所述APM飞控，所述无刷电机与所述无刷电调的受控端相连，所述无刷电调的电源端与所述动力电池相连，所述APM飞控与所述稳压模块相连；所述摄像头的控制端、数据端和所述继电器的控制端分别连接所述微处理器，所述摄像头的电源端、所述继电器的电源端和所述微处理器分别连接稳压模块，所述动力电池、所述继电器的受控端和所述电磁阀依次相连接；所述APM飞控的控制信号、所述无刷电调、所述无刷电机、所述APM飞控内置的陀螺仪、加速度计和所述APM飞控的反馈信号形成闭环控制，实现对所述智能喷洒农药飞行器的飞行姿态控制；所述APM飞控的控制信号、所述无刷电调、所述无刷电机、所述APM飞控内置的罗盘、所述GPS和所述APM飞控的反馈信号形成闭环控制，实现对所述智能喷洒农药飞行器的飞行航向控制；所述接收机实现对所述智能喷洒农药飞行器的人工控制；所述微处理器采用飞思卡尔MK60DN512ZVLQ10单片机；所述摄像头采用龙邱LQ_OV7725M彩色摄像头；所述电磁阀采用2W-025-08常闭电磁阀；所述继电器采用Risym1路5V继电器模块；所述APM飞控型号为APM2.8；所述接收机型号为FS-i6；所述自锁桨叶采用DJI自锁桨叶；所述无刷电机采用DJI2313无刷电机；所述无刷电调采用蜻蜓20A无刷电调；所述稳压模块包括输出5V的稳压模块和输出3.3V的稳压模块；所述输出5V的稳压模块由LM2596S-5V芯片及电感、电容、二极管实现；所述LM2596S-5V芯片的引脚1和引脚3是电源输入端，所述动力电池的正极连接所述LM2596S-5V芯片的引脚1，所述动力电池的负极连接所述LM2596S-5V芯片的引脚3，在所述LM2596S-5V芯片的引脚1和引脚3之间并联电容C；所述LM2596S-5V芯片的引脚2、电感L和电容C依次相连接，所述电容C接地，所述电感L和所述电容C构成LC滤波电路；肖特基二极管D并联在所述电感L和所述电容C两端，所述肖特基二极管D正极接地，所述肖特基二极管D负极与所述LM2596S-5V芯片的引脚2相连，当所述电感L因电流突变而放电时，所述肖特基二极管D起续流作用，实现对所述LM2596S-5V芯片的保护；在节点①引入反馈连接所述LM2596S-5V芯片的引脚4；所述LM2596S-5V芯片的引脚5接地，使芯片工作在正常模式；所述节点①和节点②之间为5V稳压输出端；1122121121111输出3.3V的稳压模块由AMS1117-3.3V芯片及电容实现；所述AMS1117-3.3V芯片的引脚1是公共端，接地；所述动力电池的正极连接所述AMS1117-3.3V芯片的引脚3，所述动力电池的负极接地，所述AMS1117-3.3V芯片的引脚3和地之间并联电容C和电解电容C；所述AMS1117-3.3V芯片的引脚2是输出端，所述AMS1117-3.3V芯片的引脚2和地之间并联电容C和电解电容C；电容的两端为3.3V稳压输出端；3465所述视觉检测处理装置固定在所述四旋翼飞行器上面，所述农药喷洒装置固定在所述四旋翼飞行器下面；所述方法包括如下步骤：第一步，装置上电，在所述农药桶内装入适量农药；第二步，对所有设备初始化并选择工作模式，工作模式分为两种：自主巡航和人工控制；第三步，检查起飞条件，若不满足起飞条件应及时排除故障；第四步，所述四旋翼飞行器进入飞行状态，所述视觉检测处理装置和所述农药喷洒装置都进入工作状态；第五步，所述摄像头不断采集图像并将数据发送给所述微处理器，所述微处理器对图像进行处理，判断图像中是否有农作物，如果有农作物则转第六步，如果没有农作物则向所述摄像头发出采集下一幅图像的控制信号；第六步，所述微处理器根据图像中的农作物在图像中的位置判断该农作物和所述智能喷洒农药飞行器是否在有效距离范围内，如果在有效距离范围内则控制电磁阀打开，喷洒农药，如果不在有效距离范围内则转第七步；第七步，所述微处理器向所述APM飞控发出信号，所述APM飞控控制所述四旋翼飞行器飞向农作物；第八步，完成巡航任务后或在人工控制下，所述智能喷洒农药飞行器将会返航并安全着陆。