农业机械学报

作者：王东,范叶满,薛金儒,袁端,沈楷程,张海辉

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

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

基金：国家自然科学基金项目（31701326）和国家重点研发计划项目（2018YFD0701102）

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2m/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-47~42cm，平均误差为-9cm，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。

来源：2019年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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