一种基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统的制作方法

1.本发明涉及农林植保领域，尤其是涉及一种基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统。


背景技术：

2.目前，无人机开始广泛适用于农业植保和林业消防，且农林多用植保无人机、消防无人机开始逐渐采用发射灭火弹、植保弹等弹体或弹丸的形式高效完成作业。该作业方式通过无人机搭载弹体，到达指定工作位置发射并在预定位置爆破，将灭火剂或植保药剂均匀洒落，以实现植保活消防作业效果。例如上海某航空科技有限公司生产的无人机挂载25kg灭火弹四枚，采用延时爆破控制，但其所有控制装置及控制系统均在灭火弹内部，只能一次性使用，且不能实现高度监测传输和智能控制，仅单一延时爆破；淮海某集团无人机载灭火弹有35kg、70kg两种规格，其灭火弹前端采用了微型红外制导技术，能够实现精准打击和飞行过程中方向微调，但其特点仍然是一次性使用，控制装置集中在灭火弹内部，灭火弹爆破后即被销毁，耗费成本巨大。
3.综上，基于精准制导及延时爆破的农林多用无人机控制中，几乎所有的爆破控制装置和控制系统全部设计在弹体或弹丸内部，导致了弹体或弹丸的成本增加，且该成本的增加为一次性成本的增加，阻碍着该技术的产业化推广，造成严重的资源浪费。
4.因此，急需一种低成本智能控制系统，以实现基于红外制导及延时爆破的农林多用无人机高效率、低成本完成植保和消防作业，大大减少资源浪费，为农业生产提供新思路和新手段。


技术实现要素：

5.本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
6.一种基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统，由监测模块、无线传输模块、主控单元、远程控制模块、精确制导模块以及延时爆破模块构成；无线传输模块，用于实现监测模块与主控单元之间的远程通讯以及数据传输；监测模块，用于实时监测无人机的飞行姿态信息、距离作业点的高度数据、作业点的温度等信息，监测模块通过无线传输模块连接主控单元并将将高度或温度信息反馈至主控单元，监测模块连接精确制导模块并将将飞行姿态信息传输至精确制导模块；远程控制模块，用于将预设爆破高度或温度信息传输到主控单元；主控单元，用于各项数据的接收、处理、决策，将接收到的来自远程控制模块的预设爆破高度或温度等信息与监测模块监测到的实际高度或温度等信息进行比较，将差值结合既定算法；精确制导模块，用于接收监测模块监测到的无人机飞行姿态信息和弹体发射后的飞行姿态信息，根据预设目标实时调整飞行姿态；延时爆破模块，用于控制弹体的爆炸时间，根据主控单元给予的指令，完成时间调
整工作。
7.作为本发明进一步的方案：所述监测模块包括红外雷达测距仪、温度传感器，红外雷达测距仪用于测量距离作业点的高度数据，温度传感器用于测量。
8.作为本发明进一步的方案：所述延时爆破模块采用定时器组件，基于定时器组件实现时间控制。
9.本发明的有益效果：本发明可以提高作业精度，该控制系统采用精确制导，具有高效精准的特点，能够快速实现大面积植被的精准植保作业和森林起火点的精确打击，且无人飞行平台不受地理环境的限制，即使在复杂山区也能实现精准作业；大大降低成本，节约资源。上文所述监测模块中的红外雷达测距仪安装在无人机上，有效的将其与弹体实现分离，高成本的红外雷达测距仪可循环使用。
10.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.请参阅图1，本发明实施例中，一种基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统，由监测模块、无线传输模块、主控单元、远程控制模块、精确制导模块以及延时爆破模块构成；无线传输模块，用于实现监测模块与主控单元之间的远程通讯以及数据传输；监测模块，用于实时监测无人机的飞行姿态信息、距离作业点的高度数据、作业点的温度等信息，监测模块通过无线传输模块连接主控单元并将将高度或温度信息反馈至主控单元，监测模块连接精确制导模块并将将飞行姿态信息传输至精确制导模块；远程控制模块，用于将预设爆破高度或温度信息传输到主控单元，操控人员可以实时调整预设高度，实现智能控制；主控单元，用于各项数据的接收、处理、决策，将接收到的来自远程控制模块的预设爆破高度或温度等信息与监测模块监测到的实际高度或温度等信息进行比较，将差值结合既定算法，具体的弹体在距离起火点或植被上空5米高度时，其灭火和植保效果最优，因此，在主控单元中预设差值算法，当监测模块将无人机实时高度h传输至主控单元时，自动计算出高度差值h-5即为弹体到达爆破点时需要经过的位移，利用运动学公式即可计算出
对应的时间t并传输至延时爆破模块；精确制导模块，用于接收监测模块监测到的无人机飞行姿态信息和弹体发射后的飞行姿态信息，根据预设目标实时调整飞行姿态，确保精准作业；延时爆破模块，用于控制弹体的爆炸时间，根据主控单元给予的指令，完成一系列定时、延时等调整工作，确保弹体在指定时间、指定位置精准爆破。
15.本发明的工作原理是：本发明集智能控制、无线传输、无人机等技术于一体，主要控制系统及控制思路在于，将弹体挂载到无人飞行平台上，待飞行平台飞至植被上空指定位置或着火点上空指定位置时，监测模块中的红外雷达测距仪实时测量飞行平台与植被或起火点之间的垂直距离，通过无线传输模块将测得数据传输至弹体内部的主控单元，按照预设算法和获得的数据以及远程控制模块给予的预设爆破高度指令，自动设置弹体发射后的爆破延时时长，待飞手点击发射弹体按键时，弹体落下，延时爆破系统同步工作，到达预设爆破点后自动爆破，从而实现精准植保和精准灭火的效果。
16.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。


技术特征：
1.一种基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统，其特征在于，由监测模块、无线传输模块、主控单元、远程控制模块、精确制导模块以及延时爆破模块构成；监测模块，用于实时监测无人机的飞行姿态信息、距离作业点的高度数据、作业点的温度信息，监测模块通过无线传输模块连接主控单元并将将高度或温度信息反馈至主控单元；远程控制模块，用于将预设爆破高度或温度信息传输到主控单元；主控单元，用于各项数据的接收、处理、决策，将接收到的来自远程控制模块的预设爆破高度或温度等信息与监测模块监测到的实际高度或温度等信息进行比较，将差值结合既定算法；精确制导模块，用于接收监测模块监测到的无人机飞行姿态信息和弹体发射后的飞行姿态信息，根据预设目标实时调整飞行姿态；延时爆破模块，用于控制弹体的爆炸时间，根据主控单元给予的指令，完成时间调整工作。2.根据权利要求1所述的基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统，其特征在于，所述监测模块包括红外雷达测距仪、温度传感器。3.根据权利要求1所述的基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统，其特征在于，所述无线传输模块用于实现监测模块与主控单元之间的远程通讯以及数据传输。4.根据权利要求1所述的基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统，其特征在于，监测模块连接精确制导模块并将将飞行姿态信息传输至精确制导模块。5.根据权利要求1所述的基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统，其特征在于，所述延时爆破模块采用定时器组件。

技术总结
本发明公开了一种基于精准制导及延时爆破的农林无人机智能控制系统，由监测模块、无线传输模块、主控单元、远程控制模块、精确制导模块以及延时爆破模块构成；监测模块，用于实时监测无人机的飞行姿态信息、距离作业点的高度数据、作业点的温度信息，本发明可以提高作业精度，该控制系统采用精确制导，具有高效精准的特点，能够快速实现大面积植被的精准植保作业和森林起火点的精确打击，且无人飞行平台不受地理环境的限制，即使在复杂山区也能实现精准作业；大大降低成本，节约资源。上文所述监测模块中的红外雷达测距仪安装在无人机上，有效的将其与弹体实现分离，高成本的红外雷达测距仪可循环使用。距仪可循环使用。距仪可循环使用。


技术研发人员：张杰 李永超 刘聪聪 赵大伟 陈晓宇 于立业
受保护的技术使用者：烟台云都海鹰无人机应用技术有限公司
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/4/29