基于GNSS与视觉融合的山地果园无人机航迹控制

摘要：

为精准控制无人机航迹稳定、准确进行山地果园的航空植保作业,以四旋翼无人机为载体,设计了基于GNSS与视觉导航融合的山地果园无人机植保航迹控制系统.该系统由无人机飞行平台和地面控制站两部分组成.其中,无人机平台由四旋翼无人机、内环飞控、GNSS移动站、RGB相机、无线视频发射模块和电子罗盘组成;控制站由GNSS基站、飞行控制模块、便携式计算机、无线视频接收模块和视频采集模块组成.基于Python语言,结合OpenCV库,设计了果树行识别算法.采用线性组合算法提取目标行作业区域,利用最小二乘法对作业区域中心点进行拟合,得到果树行趋势线,进而计算出偏航角,以实现无人机作业航迹控制.山地苹果园的导航控制试验结果表明,当无人机飞行速度为2 m/s,距离果树冠层高度约2m,相机倾角为46°,视觉导航控制率为2次/s时,该系统航迹控制误差范围为-47～42 cm,平均误差为-9 cm,系统控制精度较高,可满足无人机对山地果园植保作业的要求.

关键词：山地果园、航空植保、无人机、航迹控制、机器视觉、GNSS导航

所属期刊栏目：50

分类号：V249.32+8(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：国家自然科学基金项目31701326;国家重点研发计划项目2018YFD0701102

在线出版日期：2019-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：20-28