用以监测农作物病虫害的无人机、无人机系统及监测方法

摘要

本发明公开一种用以监测农作物病虫害的无人机、无人机系统及监测方法，该所述用以监测农作物病虫害的无人机包括无人机本体、伸缩组件和视觉检测组件，所述伸缩组件安装在所述无人机本体下端，且其伸缩端朝下，所述视觉检测组件安装在所述伸缩组件的伸缩端上，所述无人机本体具有控制器，且所述伸缩组件和所述视觉检测组件分别与所述控制器电连接，所述伸缩组件的伸缩端可伸长或缩短以驱动所述视觉检测组件移动远离或靠近所述无人机本体，所述视觉检测组件用以获取图像信号。本申请所述用以监测农作物病虫害的无人机、无人机系统及监测方法可实现农作物生长部位病虫害的监测。

说明书

技术领域

本发明涉及农用无人机技术领域，具体用以监测农作物病虫害的无人机、无人机系统及监测方法。

背景技术

在目前的农业农作物病虫害监控中，主要以固定的网络摄像机或传统无人机采集病虫害信息，并且依靠人眼主观辨别病虫害类型及危害程度，

且监控设备具有不可移动性，监控角度及效果需要不断调试，监控范围无法触及农作物生长部位，不能掌握农作物顶端以下乃至根部的生长情况，需要农业工作人员进入田间实地操作，效率低下、灵活性差，导致农业农作物生长过程中病虫害监控的智能化和信息化程度不高，造成农业人力资源浪费高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种可监测农作物生长部位病虫害的无人机、无人机系统及监测方法。

一种用以监测农作物病虫害的无人机包括无人机本体、伸缩组件和视觉检测组件，所述伸缩组件安装在所述无人机本体下端，且其伸缩端朝下，所述视觉检测组件安装在所述伸缩组件的伸缩端上，所述无人机本体具有控制器，且所述伸缩组件和所述视觉检测组件分别与所述控制器电连接，所述伸缩组件的伸缩端可伸长或缩短以驱动所述视觉检测组件移动远离或靠近所述无人机本体，所述视觉检测组件用以获取图像信号。

优选地，所述伸缩组件包括至少两根折叠杆以及与所述折叠杆一一对应的驱动电机，且所述驱动电机与所述控制器电连接，所述折叠杆竖向并由上至下依次设置在所述无人机本体下方，位于最上方的所述驱动电机安装在所述无人机本体的下端，且其驱动轴水平分布并与对应所述折叠杆的上端传动连接，其余所述驱动电机分别安装在位于对应所述折叠杆上方且与其相邻的所述折叠杆的下端，且所述驱动电机的驱动轴水平分布并与对应所述折叠杆的上端传动连接，位于最下方的所述折叠杆的下端构成所述伸缩组件的伸缩端。

优选地，所述视觉检测组件包括分别与所述控制器电连接的电动云台和摄像机，所述电动云台安装在伸缩组件的伸缩端，所述摄像机安装在所述电动云台的驱动端。

一种用以监测农作物病虫害的无人机系统，包括上述用以监测农作物病虫害的无人机，还包括云服务器和遥控器，所述控制器上设有储存模块和通信模块，所述伸缩组件、电动云台、摄像机和所述无人机本体分别通过所述通信模块与所述遥控器通信连接，所述存储模块与所述摄像机数据连接，并通过所述通信模块所述云端服务器通信连接，所述摄像机用以将其获取的图像信号发送至所述存储模块，所述存储模块用以将传输至其的图像信号传输至所述云端服务器。

优选地，还包括安装在所述无人机本体上的定位模块，所述定位模块与控制器电连接，且与所述云端服务器通信连接，所述云端服务器内预存有农作物种植田的编号信息。

优选地，还包括用户终端，所述云端服务器与所述用户终端通信连接。

一种农作物病虫害的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、所述无人机本体接收遥控器向其输入的指令，无人机本体飞行至待监测农作物的上方并悬停；

步骤2、所述伸缩组件和所述电动云台分别接收遥控器向其输入的指令，所述伸缩组件的伸长并驱动视觉检测组件移动至农作物顶端的下方，所述电动云台驱动所述摄像机转动以调节其拍摄角度；

步骤3、所述摄像机接收遥控器向其输入的指令，所述摄像机拍摄农作物的图像信号并传输至所述存储模块，所述存储模块将传输至其的图像信号上传至所述云端服务器；

步骤4、判断图像信号中是否拍摄到农作物的生长部位，若未拍到，则所述伸缩组件和所述电动云台分别重新接收遥控器向其输入的指令并调节所述摄像机的拍摄角度，所述摄像机重新拍摄农作物的图像信号；若拍到农作物的生长部位，则所述云端服务器根据图像信号对农作物生长部位的病虫害进行分析；

步骤5、所述定位模块获取所述无人机本体当前位置信息，并上传至所述云端服务器，所述云端服务器将接收到的位置信息与其预存的种植田编号进行匹配。

本申请所述用以监测农作物病虫害的无人机、无人机系统及监测方法所述伸缩组件的伸长或缩短可调节所述视觉检测组件与无人机本体下端之间的距离，以使所述视觉检测组件可在农作物顶端的下方获取图像，实现农作物生长部位病虫害的视觉检测，便于农作物生长部位病虫害的监测。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述无人机在伸缩组件缩短后的结构示意图；

图2为本发明实施例所述无人机在伸缩组件伸长后的结构示意图；

图3为本发明实施例所述伸缩组件缩短的结构示意图；

图4为本发明实施例所述用以监测农作物病虫害的无人机系统的框图。

附图标记的具体含义为：

1、无人机本体；2、伸缩组件；21、折叠杆；22、驱动电机；3、视觉检测组件；31、电动云台；32、摄像机。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1-4，提出本发明的的一实施例，本实施例所述用以监测农作物病虫害的无人机包括无人机本体1、伸缩组件2和视觉检测组件3，所述伸缩组件2安装在所述无人机本体1下端，且其伸缩端朝下，所述视觉检测组件3安装在所述伸缩组件2的伸缩端上，所述无人机本体1具有控制器，且所述伸缩组件2和所述视觉检测组件3分别与所述控制器电连接，所述伸缩组件2的伸缩端可伸长或缩短以驱动所述视觉检测组件3移动远离或靠近所述无人机本体1，所述视觉检测组件3用以获取图像信号。

本实施例所述无人机的工作原理为：

无人机本体1上搭载有飞控模块和避障模块，无人机本体1飞行并悬停在待监测农作物的上方，所述视觉检测组件3获取农作物顶端的图像信号，或所述伸缩组件2的伸缩端伸长，所述视觉检测组件3移动至农作物顶端的下方并获取农作物生长部位处的图像信号。

优选地，所述伸缩组件2包括至少两根折叠杆21以及与所述折叠杆21一一对应的驱动电机22，且所述驱动电机22与所述控制器电连接，所述折叠杆21竖向并由上至下依次设置在所述无人机本体1下方，位于最上方的所述驱动电机22安装在所述无人机本体1的下端，且其驱动轴水平分布并与对应所述折叠杆21的上端传动连接，其余所述驱动电机22分别安装在位于对应所述折叠杆21上方且与其相邻的所述折叠杆21的下端，且所述驱动电机22的驱动轴水平分布并与对应所述折叠杆21的上端传动连接，位于最下方的所述折叠杆21的下端构成所述伸缩组件2的伸缩端。

如图所示，本实施例中的所述伸缩组件2包括三根折叠杆21，所述驱动电机22可分别驱动对应的所述折叠杆21转动，以调节位于最下方的所述折叠杆21的下端的水平高度的调节，从而实现所述视觉检测组件3与所述无人机本体1下端的距离的调节。

且当所述折叠杆21按由上至下的顺序沿水平方向依次分布时，所述折叠杆21可依次折叠在所述无人机本体1的下端，避免所述伸缩组件2影响所述无人机本体1的起飞和降落。

优选地，所述视觉检测组件3包括分别与所述控制器电连接的电动云台31和摄像机32，所述电动云台31安装在伸缩组件2的伸缩端，所述摄像机32安装在所述电动云台31的驱动端。

如图所示，所述电动云台31安装在位于最下方的所述折叠杆21的下端，所述电动云台31可驱动所述摄像机32水平转动或竖向转动，以调节所述摄像机32的拍摄角度，保证所述摄像机32获得农作物更加清楚和准确的图像，有利于提高所述病虫害分析的准确性。

提出一种用以监测农作物病虫害的无人机系统，包括上述用以监测农作物病虫害的无人机，还包括云服务器和遥控器，所述控制器上设有储存模块和通信模块，所述伸缩组件2、电动云台31、摄像机32和所述无人机本体1分别通过所述通信模块与所述遥控器通信连接，所述存储模块与所述摄像机32数据连接，并通过所述通信模块所述云端服务器通信连接，所述摄像机32用以将其获取的图像信号发送至所述存储模块，所述存储模块用以将传输至其的图像信号传输至所述云端服务器。

本实施例中，所述云端服务器上搭载有MATLAB软件，所述存储模块将传输至其的图像信号传输至所述云端服务器后，MATLAB软件显示图像信号，人工判断图像上是否显示农作物生长部位，若未显示，则操作MATLAB软件不对图像进行分析，若图像上显示农作物生长部位，则操作MATLAB软件再对图像进行分析。

所述存储模块用以将传输至其的图像信号传输至所述云端服务器，所述云端服务器预存有农作物病虫害图像信息库，所述云端服务器对传输至其的图像信号与现有病虫害信息进行比对，判断出待监测农作物水稻的病虫害类型，并得到农作物水稻的病虫害的危害等级。

优选地，还包括安装在所述无人机本体1上的定位模块，所述定位模块与控制器电连接，且与所述云端服务器通信连接，所述云端服务器内预存有农作物种植田的编号信息。

所述云端服务器内预存有种植田的编号信息，所述云端服务器将发送至其的位置信息与种植田的编号信息一一对应，便于查看每个编号的种植田对应的图像信号及其病虫害的危害程度。

优选地，还包括用户终端，所述云端服务器与所述用户终端通信连接。

所述用户终端可以是手机APP或者Web客户端，所述云端服务器将其分析的结果发送至用户终端，便于查看。

一种农作物病虫害的监测方法，具体包括以下步骤：

步骤1、所述无人机本体接收遥控器向其输入的指令，无人机本体飞行至待监测农作物的上方并悬停；

步骤2、所述伸缩组件和所述电动云台分别接收遥控器向其输入的指令，所述伸缩组件的伸长并驱动视觉检测组件移动至农作物顶端的下方，所述电动云台驱动所述摄像机转动以调节其拍摄角度；

步骤3、所述摄像机接收遥控器向其输入的指令，所述摄像机拍摄农作物的图像信号并传输至所述存储模块，所述存储模块将传输至其的图像信号上传至所述云端服务器；

步骤4、判断图像信号中是否拍摄到农作物的生长部位，若未拍到，则所述伸缩组件和所述电动云台分别重新接收遥控器向其输入的指令并调节所述摄像机的拍摄角度，所述摄像机重新拍摄农作物的图像信号；若拍到农作物的生长部位，则所述云端服务器根据图像信号对农作物生长部位的病虫害进行分析；

步骤5、所述定位模块获取所述无人机本体当前位置信息，并上传至所述云端服务器，所述云端服务器将接收到的位置信息与其预存的种植田编号进行匹配。

步骤6、所述云端服务器将种植田编号与对应的分析结果发送至用户终端。

工作人员通过接收到的农作物病虫害诊断信息和种植田编号位置信息，可迅速判断该种植田的农作物生长情况，以便做出后续的应对农作物病虫害的相关措施。

所述云端服务器还与所述无人机本体1通信连接，所述无人机本体1将其使用使用信息上传至所述云端服务器，所述用户终端可通过所述云服务器下载无人机本体1电量使用情况，便于工作人员对无人机本体1及时充电。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。