(57)【要約】  無人機の作業方法及び装置であり、該方法は、作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含む作業される作業対象の測量情報を取得すること（１０１）と、無人機の飛行高度を安全高度に調整して、該安全高度で地理位置情報に対応する位置に飛行すること（１０２）と、該地理位置情報に対応する位置において、散布半径に基づいて、作業対象に対して螺旋散布作業を行うこと（１０３）とを含む。該方法及び装置で、無人機は、連続的な飛行曲線で各作物に自主的に飛行して螺旋飛行を行い、各作物に対して漏れなく散布して、螺旋状態に基づいて薬剤量を正確に制御して、正確な散布を達成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含む作業される前記作業対象の測量情報を取得することと、
無人機の飛行高度を前記安全高度に調整して、前記安全高度で前記地理位置情報に対応する位置に飛行させることと、
前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うこととを含む無人機の作業方法。
【請求項２】
前記作業対象は複数であり、
現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断することと、
そうであれば、現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うことと、
そうでなければ、現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うこととをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
無人機の離陸時の起点位置及び前記起点位置に対応する絶対標高を取得するステップと、
前記無人機の今回の作業が完了した後、前記無人機の飛行高度を、前記無人機の絶対標高に所定の標高距離を加えた帰航高度に調整するステップと、
前記帰航高度で前記起点位置まで飛行して、前記起点位置で着陸することとをさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記測量情報は、前記作業対象の標高、物理的高度をさらに含み、前記安全高度は、前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和以上である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記安全高度が前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和より大きい場合、前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うステップの前に、
前記無人機に対地高度の測定装置が取り付けられていれば、前記地理位置情報に対応する位置において、前記無人機の飛行高度を前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度まで低下させることをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うステップは、
前記散布半径以下である初期螺旋半径と、旋回回数と、螺旋間隔と、螺旋角速度とを含む螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定することと、
前記作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、前記初期螺旋半径で旋回飛行を開始し、前記旋回回数を満たし、及び／又は前記散布半径に到達することで前記作業対象の作業が完了するまで、対応する螺旋間隔を１周ごとに増加させ、飛行過程で、前記螺旋角速度で機体を回転させることとを含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記作業対象は、作業対象同士の物理的高度又は正射影での外接円の直径の差が所定の閾値以上であるという属性を少なくとも有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含み、順に配列された、１つ以上の作業対象の測量情報を含む作業される作業対象リストを取得することと、
前記作業対象リストから選択された作業対象を現在の作業対象として取得し、現在の作業対象の測量情報を読み取ることと、
無人機の飛行高度を現在の作業対象の安全高度に調整して、前記安全高度で前記現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行させることと、
現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、現在の作業対象の散布半径に基づいて、現在の作業対象に対して散布作業を行うことと、
現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断することと、
そうであれば、現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して散布作業を行うことと、
そうでなければ、現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して散布作業を行うこととを含む無人機の作業方法。
【請求項９】
無人機の離陸時の起点位置及び前記起点位置に対応する絶対標高を取得することと、
前記作業対象リストにおける作業対象に対する作業が全て完了した後、前記無人機の飛行高度を、前記無人機の絶対標高に所定の標高距離を加えた帰航高度に調整することと、
前記帰航高度で前記起点位置まで飛行して、前記起点位置で着陸することとをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記測量情報は、前記作業対象の標高、物理的高度をさらに含み、前記安全高度は、前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和以上である請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
ある作業対象の安全高度が前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和より大きい場合、前記方法は、
前記作業対象に対地高度測定装置が取り付けられていれば、前記作業対象に対して散布作業を行う前に、前記作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記無人機の飛行高度を前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度まで低下させることをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記散布作業は、螺旋散布作業を含み、前記螺旋散布作業は、
前記散布半径以下である初期螺旋半径と、旋回回数と、螺旋間隔と、螺旋角速度とを含む螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定するステップと、
作業される作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、前記初期螺旋半径で旋回飛行を開始し、前記旋回回数を満たし、及び／又は前記散布半径に到達することで前記作業対象の作業が完了するまで、対応する螺旋間隔を1周ごとに増加させ、飛行過程で、前記螺旋角速度で機体を回転させるステップとを含む請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記作業対象は、作業対象同士の物理的高度又は正射影での外接円の直径の差が所定の閾値以上であるという属性を少なくとも有する請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含む作業される作業対象の測量情報を取得するように設定される測量情報取得モジュールと、
無人機の飛行高度を前記安全高度に調整するように設定される第１の安全高度調整モジュールと、
前記安全高度で前記地理位置情報に対応する位置に飛行するように設定される第１の飛行モジュールと、
前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うように設定される螺旋散布モジュールとを含む無人機の作業装置。
【請求項１５】
前記作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含み、順に配列された、１つ以上の作業対象の測量情報を含む作業される作業対象リストを取得するように設定される作業対象リスト取得モジュールと、
前記作業対象リストから選択された作業対象を現在の作業対象として取得し、現在の作業対象の測量情報を読み取るように設定される測量情報読み取りモジュールと、
無人機の飛行高度を現在の作業対象の安全高度に調整するように設定される第２の安全高度調整モジュールと、
前記安全高度で前記現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行するように設定される第２の飛行モジュールと、
現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、現在の作業対象の散布半径に基づいて、現在の作業対象に対して散布作業を行うように設定される散布モジュールと、
現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断し、そうであれば、第１の高度調整モジュールを呼び出し、そうでなければ、第２の高度調整モジュールを呼び出す判断モジュールと、
現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、第２の飛行モジュールを呼び出して調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、さらに、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、散布モジュールを呼び出し、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して散布作業を行うように設定される第１の高度調整モジュールと、
現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、散布モジュールを呼び出して調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して散布作業を行うように設定される第２の高度調整モジュールとを含む無人機の作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人航空機の技術分野に関し、特に、無人機の作業方法及び無人機の作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無人航空機は、無人機（Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＵＡＶと略称される）と略称され、人が搭乗しない航空機である。無人機の用途は広く、常に植物保護、都市管理、地質、気象、電力、応急救援、ビデオ撮影などの業界に応用される。
【０００３】
無人機による植物保護技術の発展に伴い、無人機による植物保護は、作物に対する損害が小さく、農薬利用率が高いなどの特徴を有するようになった。ますます多くの農家又は農場主は、無人機を利用して植物保護作業を行い、特に無人機を利用して農薬の散布及び化学肥料の散布を行うようになっている。
【０００４】
従来の農業植物保護における無人機の作業は、一般的に、面積が大きく、植物が小さく、密に栽培された農作物を対象とし、このような作物が一般的に地面が平坦で広い農地に栽培されているため、無人機により、特定の行間をおいて行ごとに走行し散布することで、全ての作業面積をカバーして、農薬の散布量を制御して正確に散布するという目的を達成できる。
【０００５】
果樹類の作物の場合、異なる地形で成長して、木の高さも異なることで、作業環境が複雑になるため、現在、果樹類の作物に対して、無人機による植物保護方式は、一般的に、手動で無人機を遠隔制御して作物に農薬を散布する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように手動で無人機を遠隔制御することにより作物に農薬を散布する方式は、以下の欠点が存在する。
【０００７】
第一、手動で無人機を遠隔制御することにより果樹に散布する方法は、操縦者が全過程に参加する必要があるため、人件費が高い。
【０００８】
第二、果樹が人の視線を遮蔽しやすいため、操縦者が無人機を制御する難しさが高くなり、人力作業ミスが増加し、一部の果樹への散布漏れ、さらには飛行事故を起こしやすい。
【０００９】
第三、農薬散布を人間によって制御すれば農薬の散布量を制御しにくく、正確な散布を達成できない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題に鑑み、本発明の実施例を提供して、上記問題を解消するか、又は上記問題を少なくとも部分的に解決する無人機の作業方法及び対応する無人機の作業装置を提供する。
【００１１】
上記問題を解決するために、本発明の実施例は、
作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含む作業される作業対象の測量情報を取得することと、
無人機の飛行高度を前記安全高度に調整して、前記安全高度で前記地理位置情報に対応する位置に飛行させることと、
前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うこととを含む無人機の作業方法を開示する。
【００１２】
好ましくは、前記作業対象は複数であり、前記方法は、
現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断することと、
そうであれば、現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うことと、
そうでなければ、現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うこととをさらに含む。
【００１３】
好ましくは、前記方法は、
無人機の離陸時の起点位置及び前記起点位置に対応する絶対標高を取得することと、
前記無人機の今回の作業が完了した後、前記無人機の飛行高度を、前記無人機の絶対標高に所定の標高距離を加えた帰航高度に調整することと、
前記帰航高度で前記起点位置まで飛行して、前記起点位置で着陸することとをさらに含む。
【００１４】
好ましくは、前記測量情報は、前記作業対象の標高、物理的高度をさらに含み、前記安全高度は、前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和以上である。
【００１５】
好ましくは、前記安全高度が前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和より大きい場合、前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うステップの前に、
前記無人機に対地高度測定装置が取り付けられていれば、前記地理位置情報に対応する位置において、前記無人機の飛行高度を前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度まで低下させることをさらに含む。
【００１６】
好ましくは、前記地理位置情報に対応する前記位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うステップは、
前記散布半径以下である初期螺旋半径と、旋回回数と、螺旋間隔と、螺旋角速度とを含む螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定することと、
前記作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、前記初期螺旋半径で旋回飛行を開始し、前記旋回回数を満たし、及び／又は前記散布半径に到達することで前記作業対象の作業が完了するまで、対応する螺旋間隔を1周ごとに増加させ、飛行過程で、前記螺旋角速度で機体を回転させることとを含む。
【００１７】
好ましくは、前記作業対象は、
作業対象同士の物理的高度又は正射影での外接円の直径の差が所定の閾値以上であるという属性を有する。
【００１８】
本発明の実施例は、
作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含み、順に配列された、１つ以上の作業対象の測量情報を含む作業される作業対象リストを取得することと、
前記作業対象リストから選択された作業対象を現在の作業対象として取得し、現在の作業対象の測量情報を読み取ることと、
無人機の飛行高度を現在の作業対象の安全高度に調整して、前記安全高度で前記現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行させることと、
現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、現在の作業対象の散布半径に基づいて、現在の作業対象に対して散布作業を行うことと、
現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断することと、
そうであれば、現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して散布作業を行うことと、
そうでなければ、現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して散布作業を行うこととを含む無人機の作業方法をさらに開示する。
【００１９】
好ましくは、前記方法は、
無人機の離陸時の起点位置及び前記起点位置に対応する絶対標高を取得することと、
前記作業対象リストにおける作業対象に対する作業がいずれも完了した後、前記無人機の飛行高度を、前記無人機の絶対標高に所定の標高距離を加えた帰航高度に調整することと、
前記帰航高度で前記起点位置まで飛行して、前記起点位置で着陸することと、をさらに含む。
【００２０】
好ましくは、前記測量情報は、前記作業対象の標高、物理的高度をさらに含み、前記安全高度は、前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和以上である。
【００２１】
好ましくは、ある作業対象の安全高度が前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和より大きい場合、前記方法は、
前記作業対象に対地高度測定装置が取り付けられていれば、前記作業対象に対して散布作業を行う前に、前記作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記無人機の飛行高度を前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度まで低下させることをさらに含む。
【００２２】
好ましくは、前記散布作業は、螺旋散布作業を含み、前記螺旋散布作業は、
前記散布半径以下である初期螺旋半径と、旋回回数と、螺旋間隔と、螺旋角速度とを含む螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定するステップと、
作業される作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、前記初期螺旋半径で旋回飛行を開始し、前記旋回回数を満たし、及び／又は前記散布半径に到達することで前記作業対象の作業が完了するまで、対応する螺旋間隔を1周ごとに増加させ、飛行過程で、前記螺旋角速度で機体を回転させるステップとを含む。
【００２３】
好ましくは、前記作業対象は、
作業対象同士の物理的高度又は正射影での外接円の直径の差が所定の閾値以上であるという属性を少なくとも有する。
【００２４】
本発明の実施例は、
作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含む作業される作業対象の測量情報を取得するように設定される測量情報取得モジュールと、
無人機の飛行高度を前記安全高度に調整するように設定される第１の安全高度調整モジュールと、
前記安全高度で前記地理位置情報に対応する位置に飛行するように設定される第１の飛行モジュールと、
前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うように設定される螺旋散布モジュールとを含む無人機の作業装置をさらに開示する。
【００２５】
本発明の実施例は、
作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含み、順に配列された、１つ以上の作業対象の測量情報を含む作業される作業対象リストを取得するように設定される作業対象リスト取得モジュールと、
前記作業対象リストから選択された作業対象を現在の作業対象として取得し、現在の作業対象の測量情報を読み取るように設定される測量情報読み取りモジュールと、
無人機の飛行高度を現在の作業対象の安全高度に調整するように設定される第２の安全高度調整モジュールと、
前記安全高度で前記現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行するように設定される第２の飛行モジュールと、
現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、現在の作業対象の散布半径に基づいて、現在の作業対象に対して散布作業を行うように設定される散布モジュールと、
現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断し、そうであれば、第１の高度調整モジュールを呼び出し、そうでなければ、第２の高度調整モジュールを呼び出す判断モジュールと、
現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、第２の飛行モジュールを呼び出して調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、さらに、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、散布モジュールを呼び出し、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して散布作業を行うように設定される前記第１の高度調整モジュールと、
現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、散布モジュールを呼び出して調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して散布作業を行うように設定される前記第２の高度調整モジュールとを含む無人機の作業装置をさらに開示する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の実施例は、以下の利点を含む。
【００２７】
本発明の実施例は、作物が成長している地形が平坦ではなく、広くないか、又は作物の間の物理的高度及び物理的幅が一致しないといった作業環境が複雑な無人機の植物保護作業に適用することができ、各作物の地理的情報及び成長状況を予め測量することにより、無人機は、連続的な飛行曲線で各作物に飛行して螺旋飛行を行い、各作物に対して漏れなく散布して、螺旋状態に基づいて薬剤量を正確に制御して、正確な散布効果を達成することができる。
【００２８】
同時に、本発明の実施例は、人力の全過程参加を必要とせず、人件費を節約し、散布効率を向上させ、かつ手動散布によるミスの確率、散布漏れ、重複散布確率を低下させる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
ここで説明する図面は、本発明を一層理解させるためのもので、本願の一部を構成し、本発明の例示的な実施例及びその説明は本発明を解釈するものであり、本発明を限定するものではない。図面において、
【００３０】
【図１】本発明の無人機の作業方法の実施例１のステップフローチャートである。
【図２】本発明の無人機の作業方法の実施例１における作業対象の散布高度の概略図である。
【図３】本発明の無人機の作業方法の実施例１における螺旋散布軌跡の概略図である。
【図４】本発明の無人機の作業方法の実施例２のステップフローチャートである。
【図５】本発明の無人機の作業装置の実施例１の構造ブロック図である。
【図６】本発明の無人機の作業装置の実施例２の構造ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の上記目的、特徴及び利点をより明らかにするために、以下に図面及び具体的な実施形態を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の無人機の作業方法の実施例１のステップフローチャートを示す。
【００３３】
具体的な実現において、飛行制御システム（飛行制御と略称する）により無人機の離陸、空中飛行、作業タスク及び帰航などの飛行過程全体を制御することができ、飛行制御は、無人機に対して、運転者の有人機に対する役目に相当し、無人機の最も核心の技術の１つである。
【００３４】
地上局は、無人機と通信することができ、実現において、該地上局は、手持ち地上局であってもよく、高精度ＧＰＳを内蔵することができ、不規則な農地の境界に対する迅速な測量をサポートし、該地上局を使用する場合、コンピュータを接続する必要がなく、無人機の飛行パラメータを直接的に調整することができる。該地上局は、インテリジェントな経路計画機能を有し、散布点に対する開閉の予め設定をサポートし、作業中に重複散布又は漏れ現象が発生することを効果的に回避することができる。散布過程で、ユーザは、さらに、地上局により飛行及び散布状態をリアルタイムに監視して、散布をより正確で、効率的にすることができる。
【００３５】
本発明の実施例は、無人機の方から言えば、具体的には以下のステップを含むことができる。
【００３６】
ステップ１０１、作業される作業対象の測量情報を取得する。
【００３７】
具体的な実現において、作業される作業対象は、１つ又は１つ以上であることが可能で、作業される作業対象が１つ以上である場合、該１つ以上の作業対象の作業対象リストを取得することができ、該作業対象リストには、各作業対象の測量情報が含まれてもよい。
【００３８】
本発明の実施例は、平坦ではなく、及び／又は広くない地面の植物保護作業に適用することができ、本発明の実施例における作業対象は、作業対象同士の物理的高度又は正射影での外接円の直径の差が所定の閾値以上であるという属性を少なくとも有することができる。
【００３９】
一例として、該作業対象は、果樹類の作物を含むことができるが、これらに限定されない。
【００４０】
果樹類の作物は、異なる地形に成長することができ、かつ、木と木との間の、物理的高度（地表から木の最上端までの距離）、物理的幅（木の垂直投影面における外接円の直径又は最外層の葉の間の幅）の差は比較的大きい。
【００４１】
本発明の実施例の好ましい例として、測量情報は、作業対象の標高、物理的高度、物理的幅、安全高度、地理位置情報及び散布半径などを含むことができるが、これらに限定されない。
【００４２】
具体的には、安全高度とは、無人機が安全かつ障害なしで飛行できる飛行高度を指す。該安全高度の数値は、作業対象の標高と、物理的高度と、所定の散布幅高との和以上であってよい。
【００４３】
具体的には、作業対象の標高及び物理的高度は、測定して得られたものである。
【００４４】
散布幅高とは、散布時の無人機の木の頂部に対する最適な高度であり、すなわち、無人機が作業対象の最上端からｈメートルの高さである時に散布すれば最適な効果を達成する高度であり、該値は、操縦者又は開発者によって経験により予め設定でき、例えば、１ｍに設定されると、無人機が作業対象の最上端から１ｍ離れる場合に最適な散布効果を達成することを示す。
【００４５】
なお、各作業対象の散布幅高が同じであってもよく、作業対象の成長属性及び成長環境に応じてそれぞれ設定されてもよく、本発明の実施例はこれを限定しない。
【００４６】
例えば、図２の作業対象の散布高度の概略図に示すように、ある木の標高Ｈ、物理的高度ｈ１を取得し、散布幅高ｈを設定したとすると、安全高度は、Ｈ＋ｈ１＋ｈ以上と設定することができる。
【００４７】
実際に、無人機に対地高度測定装置がある場合、木の高さを正確に測定しにくいため、安全高度をＨ＋ｈ１＋ｈより大きく設定することができる。
【００４８】
ここで、対地高度測定装置とは、無人機から無人機の下方物体までの距離を検出するセンサを指し、超音波レーダ、レーダ、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ、飛行時間センサ）、レーザレーダなどを含むことができる。
【００４９】
地理位置情報は、作業対象の中心点の経緯度であってもよく、例えば、作業対象が果樹であれば、作業対象の中心点は、木の幹又は木の垂直投影面における外接円の円心であってもよく、散布半径は、最外層の葉から木の幹までの距離であるか、又は上記外接円の半径であり、散布作業時に、散布半径内に全部十分に散布する必要がある。
【００５０】
実際には、無人機が取得したものは作業対象リストであれば、該作業対象リストが表示される場合、その作業対象を対応する地理位置情報により管理して、番号を付けることができるとともに、作業対象の番号を今回の作業タスクの垂直投影地図に付けることで、操縦者は、必要に応じて作業を必要とする現在の作業対象を選択することができる。
【００５１】
ここで、作業対象の番号は、測量された順序番号により、又はある方向、例えば、北方向に向かって列することができ、山の斜面での植物保護であれば、低い順に層ごとに列することができる。
【００５２】
具体的な実現において、無人機は、データリンクを介して地上局から作業対象の測量情報を取得することができるが、地上局における測量情報は、測量装置又は航空測量により取得することができる。例えば、操縦者は、測量装置により果樹園内の、施薬を必要とする各果樹を正確に測量して、対応する測量情報を取得した後、まず測量情報をサーバに伝送し、サーバが、さらに、ネットワークを介して測量情報を手持ち地上局に伝送して、地上局により無人機のフライトコントローラに伝送することができる。
【００５３】
ステップ１０２、無人機の飛行高度を前記安全高度に調整して、前記安全高度で前記地理位置情報に対応する位置に飛行する。
【００５４】
無人機が作業対象の測量情報を取得した後、該測量情報から現在の作業される作業対象の安全高度を決定することができ、無人機が起動すると、無人機の飛行高度を上記安全高度に調整して、該安全高度で、所定の飛行速度で該作業対象の地理位置情報が指示する位置まで飛行させることができる。
【００５５】
具体的な実現において、無人機が取得したものが作業対象リストであれば、作業対象リストにおける番号が最も前にある作業対象を現在の作業される作業対象とし、その後、各作業対象に順に飛行して作業を行うことができる。
【００５６】
なお、無人機が起動すると、無人機における高精度ＧＰＳ測量装置により無人機の離陸時の起点位置（例えば、離陸点の経緯度）及び該起点位置に対応する絶対標高を自動的に記録することもできる。
【００５７】
ステップ１０３、前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行う。
【００５８】
無人機が現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、ステップ１０３を実行する前に、本発明の実施例は、
前記無人機に対地高度の測定装置が取り付けられていれば、前記地理位置情報に対応する位置において、前記無人機の飛行高度を前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度まで低下させるステップをさらに含むことができる。
【００５９】
具体的には、無人機が現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、ステップ１０３を実行する前に、まず散布高度を決定することができる。無人機に対地高度測定装置が取り付けられていれば、散布高度は、現在の作業対象の標高と、物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度であってもよい。この場合、無人機の安全高度が該散布高度より大きいと、無人機の飛行高度を該散布高度まで低下させることができる。
【００６０】
それに応じて、無人機に対地高度測定装置が取り付けられていなければ、直接的に該安全高度を散布高度とすることができる。
【００６１】
散布高度が決定されたら、現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、該散布高度に基づいて、上記測量された散布半径で、現在の作業対象に対して螺旋散布作業を行うことができる。
【００６２】
本発明の実施例の好ましい実施例において、ステップ１０３は、
前記散布半径より小さい初期螺旋半径と、旋回回数と、螺旋間隔と、螺旋角速度とを含む螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定するサブステップＳ１１と、
前記作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、前記初期螺旋半径で旋回飛行を開始し、前記旋回回数を満たし、及び／又は前記散布半径に到達することで前記作業対象の作業が完了するまで、対応する螺旋間隔を1周ごとに増加させ、飛行過程で、前記螺旋角速度で機体を回転させるサブステップＳ１２とを含むことができる。
【００６３】
具体的には、図３に示す螺旋散布軌跡の概略図に示すように、螺旋散布作業を行う場合、無人機は、アルキメデス螺旋線の飛行経路に従って飛行することができる。アルキメデス螺線（等速螺線とも呼ばれる）は、１つの点が１つの固定点から等速で離れながら、一定の角速度で該固定点の周りを回転することにより生成された軌跡である。
【００６４】
螺旋飛行する前に、まず螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定してもよい。一例として、該作業パラメータは、初期旋回半径ｒ、旋回回数ｎ、螺旋間隔ｄ、螺旋角速度、回転角速度、旋回速度、現在の作業対象の散布半径Ｒなどを含むことができるが、これらに限定されない。
【００６５】
初期旋回半径ｒは、無人機の機種、機体の大きさ、散布ノズル及び／又は実際の実験データに基づいて設定でき、例えば、無人機がクワッドローター型であり、幅が１．５ｍであれば、ｒは、約０．７５ｍに設定することができる。
【００６６】
旋回回数ｎ及び旋回速度は、現在の作業対象の実際の農薬散布量に応じて設定することができ、例えば、ある木に１Ｌの農薬を散布する必要がある場合、一回転で０．３Ｌの農薬を散布すると、旋回回数が３回であってもよい。
【００６７】
螺旋間隔ｄは、一回転ごとに半径が拡大する同じ距離であり、螺旋間隔ｄ＝（Ｒ−ｒ）／ｎである。
【００６８】
螺旋角速度とは、無人機の中心が作業対象の中心の周りを旋回する角速度を指し、例えば、1周の旋回に５秒が必要であれば、螺旋角速度が３６０／５＝７５度／秒であり、この値は、人間によって予め設定されたものであるか、又は飛行制御により一定に設定された値である。
【００６９】
回転角速度は、航空機が自体の中心に対して回転する角速度であり、その値がいずれも飛行制御に制御可能であり、例えば、旋回過程において機首又はあるアームが常時、螺旋の中心に指向することを制御の効果としてもよい。
【００７０】
なお、図３の内から外への螺線では、初期旋回半径ｒは、散布半径Ｒより小さい。
【００７１】
図３において、前記作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、中心から外輪まで、内から外へと初期旋回半径で、旋回飛行を開始し、旋回半径がますます大きくなり、かつ一回転ごとに半径が同じ螺旋間隔ほど拡大するように維持し、無人機の旋回半径が所定の作業円半径Ｒより大きくなると、散布が完了する。
【００７２】
螺旋作業を行う過程において、機体を同時に回転させることができ、回転角速度と螺旋角速度とを一致させることにより、機首が、無人機の中心に対する螺旋の中心の方向とは一定の角度を呈するように指向することができる。
【００７３】
なお、本発明の実施例は、上記内から外への螺旋線に限定されず、該螺旋線は、外から内への螺旋、すなわち初期旋回半径は、散布半径に等しく、旋回半径は、ますます小さくなるとしてもよい。
【００７４】
実際には、散布半径Ｒが航空機の散布範囲より小さい場合、航空機は、その場所で回転散布すればよく、アルキメデス螺旋線の飛行経路に従って飛行する必要がない。
【００７５】
本発明の実施例の好ましい実施例において、作業対象が複数であれば、現在の作業対象の作業が完了した後、本発明の実施例は、
次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断するステップと、そうであれば、現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うステップと、そうでなければ、現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うステップとをさらに含むことができる。
【００７６】
具体的には、各作業対象の物理的高度が一致しないため、現在の作業対象の作業が完了した後、現在の作業対象の後に配列された次の作業対象の測量情報を読み取り、該測量情報から該次の作業対象の安全高度を抽出して、該次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断し、そうであれば、現在の作業対象の位置において、無人機の飛行高度を次の作業対象の安全高度に調整し（対地高度測定装置がある場合、まず現在の作業対象の安全高度まで調整し、次に該現在の作業対象の安全高度から次の作業対象の安全高度まで調整する）、かつ無人機を駆動して、調整後の安全高度で該次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行して、該次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、上記ステップ１０３に記載の方法を参照して、該次の作業対象の散布半径に基づいて、該次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うことができる。
【００７７】
例えば、図２において、左の木は、中間の木より安全高度が低く、左の木に対する散布作業が完了した後、無人機は、まず、左の木の位置で安全高度を中間の木の安全高度まで調整し、次に中間の木の安全高度で中間の木の位置に飛行させることができ、無人機に対地高度測定装置が取り付けられていれば、中間の木の位置において無人機の高度を中間の木の散布高度まで低下させ、次に、散布高度に基づいて中間の木に螺旋散布作業を行う。
【００７８】
対応的に、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より小さいと、現在の作業対象に対応する安全高度で、該次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行させることができ、該次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を次の作業対象の安全高度又は散布高度に調整することができ、次に、上記ステップ１０３に記載の方法を参照して、該次の作業対象の散布半径に基づいて、該次の作業対象に対して螺旋散布作業を行う。
【００７９】
例えば、図２において、右の木は、中間の木より安全高度が低く、中間の木に対する散布作業が完了した後、無人機は、中間の木の安全高度で、右の木の位置に飛行させることができ、次に、右の木の位置において安全高度を右の木の安全高度（対地高度測定装置がない場合）又は右の木の散布高度（対地高度測定装置がある場合）に低下させて、散布高度に基づいて右の木に螺旋散布作業を行う。
【００８０】
本発明の実施例の好ましい実施例において、今回の無人機の作業タスクが完了した後、本発明の実施例は、
無人機の離陸時の起点位置及び前記起点位置に対応する絶対標高を取得するステップと、前記無人機の今回の作業が完了した後、前記無人機の飛行高度を、前記無人機の絶対標高に所定の標高距離を加えた帰航高度に調整するステップと、前記帰航高度で前記起点位置まで飛行して、前記起点位置で着陸するステップとをさらに含むことができる。
【００８１】
具体的には、現在の無人機が今回の全ての作業タスクを実行した後、無人機は、まず、離陸時に記録された起点位置及び該起点位置に対応する絶対標高を取得して、該起点位置に対応する絶対標高と所定の標高距離との和に基づいて、帰航高度を決定することができる。
【００８２】
ここで、所定の標高距離は、無人機が障害物に衝突せずに安全に帰航できることを保証するためであり、該距離は、操縦者又は開発者によって実際の状況に応じて設定することができ、例えば、５ｍに設定することができ、或いは、無人機の離陸点が作業地の最も高い位置にある場合、所定の標高距離は、３ｍに設定することができる。
【００８３】
帰航高度を決定した後、無人機は、帰航高度まで上昇して、該帰航高度で起点位置まで飛行し、起点位置に到達すると、無人機は、起点位置で着陸する。
【００８４】
本発明の実施例は、作物が成長している地形が平坦ではなく、広くなく、かつ作物の間の物理的高度及び物理的幅が一致しないといった作業環境が複雑な無人機の植物保護作業に適用することができ、各作物の地理的情報及び成長状況を予め測量することにより、無人機は、連続的な飛行曲線で各作物に飛行して螺旋飛行を行い、各作物に対して漏れなく散布して、螺旋状態に基づいて薬剤量を正確に制御して、正確な散布効果を達成することができる。
【００８５】
同時に、本発明の実施例は、人力の全過程参加を必要とせず、人件費を節約し、散布効率を向上させ、かつ手動散布によるミスの確率、散布漏れ、重複散布確率を低下させる。
【００８６】
図４は、本発明の無人機の作業方法の実施例２のステップフローチャートを示し、具体的には、以下のステップを含むことができる。
【００８７】
ステップ２０１、前記作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含み、順に配列された、１つ以上の作業対象の測量情報を含む作業される作業対象リストを取得する。
【００８８】
本発明の実施例は、平坦ではなく、及び／又は広くない地面の植物保護作業に適用することができ、本発明の実施例における作業対象は、作業対象同士の物理的高度又は正射影での外接円の直径の差が所定の閾値以上であるという属性を少なくとも有することができる。
【００８９】
一例として、該作業対象は、果樹類の作物を含むことができるが、これらに限定されない。
【００９０】
果樹類の作物は、異なる地形に成長することができ、かつ、木と木との間の、物理的高度（地表から木の最上端までの距離）、物理的幅（木の垂直投影面における外接円の直径又は最外層の葉の間の幅）の差は比較的大きい。
【００９１】
具体的な実現において、作業対象リストには、複数の作業対象の測量情報が含まれてもよい。
【００９２】
本発明の実施例の好ましい例として、測量情報は、作業対象の標高、物理的高度、物理的幅、安全高度、地理位置情報及び散布半径などを含むことができるが、これらに限定されない。
【００９３】
具体的には、安全高度とは、無人機が安全かつ障害なしで飛行できる飛行高度を指す。該安全高度の数値は、作業対象の標高と、物理的高度と、所定の散布幅高との和以上であってもよい。
【００９４】
具体的には、作業対象の標高及び物理的高度は、測定して得られたものである。
【００９５】
散布幅高とは、散布時の無人機の木の頂部に対する最適な高度であり、すなわち、無人機が作業対象の最上端からｈメートルの高さである時に散布すれば最適な効果を達成する高度であり、該値は、操縦者又は開発者によって経験的に予め設定でき、例えば、１ｍに設定されると、無人機が作業対象の最上端から１ｍ離れる時に最適な散布効果を達成することを示す。
【００９６】
なお、各作業対象の散布幅高が同じであってもよく、作業対象の成長属性及び成長環境に応じてそれぞれ設定されてもよく、本発明の実施例はこれを限定しない。
【００９７】
例えば、図２の作業対象の散布高度の概略図に示すように、ある木の標高Ｈ、物理的高度ｈ１を取得し、散布幅高ｈを設定すると仮定すると、安全高度は、Ｈ＋ｈ１＋ｈ以上と設定することができる。
【００９８】
実際に、無人機に対地高度測定装置がある場合、木の高さを正確に測定しにくいため、安全高度をＨ＋ｈ１＋ｈより大きく設定することができる。
【００９９】
地理位置情報は、作業対象の中心点の経緯度であってもよく、例えば、作業対象が果樹であれば、作業対象の中心点は、木の幹又は木の垂直投影面における外接円の円心であってもよく、散布半径は、最外層の葉から木の幹までの距離であるか、又は上記外接円の半径であり、散布作業時に、散布半径内に全部十分に散布する必要がある。
【０１００】
実際には、該作業対象リストが表示される場合、その作業対象を対応する地理位置情報により管理して、番号を付けることができるとともに、作業対象の番号を今回の作業タスクの垂直投影地図に付けることで、操縦者は、必要に応じて作業を必要とする現在の作業対象を選択することができる。
【０１０１】
ここで、作業対象の番号は、測量された順序番号により、又はある方向、例えば、北方向に向かって列することができ、山の斜面での植物保護であれば、低い順に層ごとに列することができる。
【０１０２】
具体的な実現において、無人機は、データリンクを介して地上局から作業対象リストを取得することができるが、地上局における測量情報は、測量装置又は航空測量により取得することができる。例えば、操縦者は、測量装置により果樹園内の施薬を必要とする各果樹を正確に測量して、対応する測量情報を取得した後、まず測量情報をサーバに伝送し、サーバが、さらに、ネットワークを介して測量情報を手持ち地上局に伝送して、地上局により無人機のフライトコントローラに伝送することができる。
【０１０３】
ステップ２０２、前記作業対象リストから選択された作業対象を現在の作業対象として取得し、現在の作業対象の測量情報を読み取る。
【０１０４】
無人機は、作業対象リストを取得した後、作業対象リストにおける番号が最も前にある作業対象を現在の作業される作業対象とし、その後、各作業対象に順に飛行して作業を行うことができる。
【０１０５】
或いは、無人機は、さらに、操縦者が作業対象リストから選択した作業対象を現在の作業対象として取得することができ、本発明の実施例は、これを限定しない。
【０１０６】
なお、無人機が起動すると、無人機における高精度ＧＰＳ測量装置により無人機の離陸時の起点位置（例えば、離陸点の経緯度）及び該起点位置に対応する絶対標高を自動的に記録することができる。
【０１０７】
ステップ２０３、無人機の飛行高度を現在の作業対象の安全高度に調整して、前記安全高度で前記現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行する。
【０１０８】
無人機が現在の作業対象の測量情報を取得した後、該測量情報から現在の作業対象の安全高度を決定することができ、無人機が起動すると、無人機の飛行高度を上記安全高度に調整して、該安全高度で、所定の飛行速度で現在の作業対象の地理位置情報が指示する位置まで飛行させることができる。
【０１０９】
ステップ２０４、現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、現在の作業対象の散布半径に基づいて、現在の作業対象に対して散布作業を行う。
【０１１０】
無人機が現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、現在の作業対象の安全高度が現在の作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和より大きければ、ステップ２０４を実行する前に、本発明の実施例は、
前記作業対象に対地高度測定装置が取り付けられていれば、前記作業対象に対して散布作業を行う前に、前記作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記無人機の飛行高度を前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度まで低下させるステップをさらに含むことができる。
【０１１１】
具体的には、無人機が現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、ステップ２０４を実行する前に、まず散布高度を決定することができる。無人機に対地高度測定装置が取り付けられていれば、散布高度は、現在の作業対象の標高と、物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度であってもよい。この場合、無人機の安全高度が該散布高度より大きいと、無人機の飛行高度を該散布高度まで低下させることができる。
【０１１２】
それに応じて、無人機に対地高度測定装置が取り付けられていなければ、直接的に該安全高度を散布高度とすることができる。
【０１１３】
散布高度が決定されたら、現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、該散布高度に基づいて、現在の作業対象に対して散布作業を行うことができる。
【０１１４】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記散布作業は、螺旋散布作業を含み、螺旋散布作業とは、無人機がアルキメデス螺旋線の飛行経路に従って作業散布を行うことができることを指す。
【０１１５】
本発明の実施例の好ましい実施例において、ステップ２０４は、
前記散布半径以下である初期螺旋半径と、旋回回数と、螺旋間隔と、螺旋角速度とを含む螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定するサブステップＳ２１と、
作業される作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、前記初期螺旋半径で旋回飛行を開始し、前記旋回回数を満たし、及び／又は前記散布半径に到達することで前記作業対象の作業が完了するまで、対応する螺旋間隔を1周ごとに増加させ、飛行過程で、前記螺旋角速度で機体を回転させるサブステップＳ２２とを含むことができる。
【０１１６】
螺旋飛行する前に、まず螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定することができる。一例として、該作業パラメータは、初期旋回半径ｒ、旋回回数ｎ、螺旋間隔ｄ、螺旋角速度、回転角速度、旋回速度、現在の作業対象の散布半径Ｒなどを含むことができるが、これらに限定されない。
【０１１７】
初期旋回半径ｒは、無人機の機種、機体の大きさ、散布ノズル及び／又は実際の実験データに基づいて設定でき、例えば、無人機がクワッドローター型であり、幅が１．５ｍであれば、ｒは、約０．７５ｍに設定することができる。
【０１１８】
旋回回数ｎ及び旋回速度は、現在の作業対象の実際の農薬散布量に応じて設定することができ、例えば、ある木に１Ｌの農薬を散布する必要がある場合、一回転で０．３Ｌの農薬を散布すると、旋回回数が３回であってもよい。
【０１１９】
螺旋間隔ｄは、一回転ごとに半径が拡大する同じ距離であり、螺旋間隔ｄ＝（Ｒ−ｒ）／ｎである。
【０１２０】
螺旋角速度とは、無人機の中心が作業対象の中心の周りを旋回する角速度を指し、例えば、1周の旋回に５秒が必要であれば、螺旋角速度が３６０／５＝７５度／秒であり、この値は、人間によって予め設定されたものであるか、又は飛行制御により一定に設定された値である。
【０１２１】
回転角速度は、航空機が自体の中心に対して回転する角速度であり、その値がいずれも飛行制御に制御可能であり、例えば、旋回過程において機首又はあるアームが常時、螺旋の中心に指向することを制御の効果としてもよい。
【０１２２】
なお、図３の内から外への螺線では、初期旋回半径ｒは、散布半径Ｒより小さい。
【０１２３】
図３において、前記作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、中心から外輪まで、内から外へと初期旋回半径で、旋回飛行を開始し、旋回半径がますます大きくなり、かつ一回転ごとに半径が同じ螺旋間隔ほど拡大するように維持し、無人機の旋回半径が所定の作業円半径Ｒより大きくなると、散布が完了する。
【０１２４】
螺旋作業を行う過程において、機体を同時に回転させることができ、回転角速度と螺旋角速度とを一致にすることにより、機首が、無人機の中心に対する螺旋の中心の方向とは一定の角度を呈するように指向することができる。
【０１２５】
なお、本発明の実施例は、上記内から外への螺旋線に限定されず、該螺旋線は、外から内への螺旋、すなわち無人機の初期旋回半径は、所定の作業円半径Ｒに等しく、旋回半径は、ますます小さくなるとしてもよい。
【０１２６】
実際には、散布半径Ｒが航空機の散布範囲より小さい場合、航空機は、その場所で回転散布すればよく、アルキメデス螺旋線の飛行経路に従って飛行する必要がない。
【０１２７】
ステップ２０５、現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断し、そうであれば、ステップ２０６を実行し、そうでなければ、ステップ２０７を実行する。
【０１２８】
ステップ２０６、現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して散布作業を行う。
【０１２９】
ステップ２０７、現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して散布作業を行う。
【０１３０】
各作業対象の物理的高度が一致しないため、現在の作業対象の作業が完了した後、現在の作業対象の後に配列された次の作業対象の測量情報を読み取り、該測量情報から該次の作業対象の安全高度を抽出して、該次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断し、そうであれば、現在の作業対象の位置において、無人機の飛行高度を次の作業対象の安全高度に調整し（対地高度測定装置がある場合、まず現在の作業対象の安全高度まで調整し、次に該現在の作業対象の安全高度から次の作業対象の安全高度まで調整する）、かつ無人機を駆動して、調整後の安全高度で該次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行して、該次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、上記ステップ２０４に記載の方法を参照して、該次の作業対象の散布半径に基づいて、該次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うことができる。
【０１３１】
次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より小さいと、現在の作業対象に対応する安全高度で、該次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行させることができ、該次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を次の作業対象の安全高度又は散布高度に調整することができ、次に、上記ステップ２０４に記載の方法を参照して、該次の作業対象の散布半径に基づいて、該次の作業対象に対して螺旋散布作業を行う。
【０１３２】
本発明の実施例の好ましい実施例において、今回の無人機の作業タスクが完了した後、本発明の実施例は、
無人機の離陸時の起点位置及び前記起点位置に対応する絶対標高を取得するステップと、前記作業対象リストにおける作業対象に対する作業が全て完了した後、前記無人機の飛行高度を、前記無人機の絶対標高に所定の標高距離を加えた帰航高度に調整するステップと、前記帰航高度で前記起点位置まで飛行して、前記起点位置で着陸するステップとをさらに含むことができる。
【０１３３】
本発明の実施例は、作物が成長している地形が平坦ではなく、広くなく、かつ作物の間の物理的高度及び物理的幅が一致しないといった作業環境が複雑な無人機の植物保護作業に適用することができ、各作物の地理的情報及び成長状況を予め測量することにより、無人機は、各作物に対する安全高度を自主的に調整し、各作物に順に散布作業を行い、人力による全過程の参加を必要とせず、人件費を節約し、散布効率を向上させ、かつ手動散布によるミスの確率、散布漏れ、重複散布確率を減少させることができる。
【０１３４】
なお、方法の実施例について、説明の便宜上、いずれも一連の動作の組み合せとして説明したが、当業者が理解できるように、本発明の実施例は、説明した動作順に限定されず、これは、本発明の実施例によれば、一部のステップを他の順で実行するか、又は同時に実行することができるからである。次に、当業者が理解できるように、明細書で説明した実施例は、いずれも好ましい実施例であり、その動作が必ずしも本発明の実施例に不可欠なものではない。
【０１３５】
図５は、本発明の無人機の作業装置の実施例１の構造ブロック図を示し、
前記作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含む作業される作業対象の測量情報を取得するように設定される測量情報取得モジュール３０１と、
無人機の飛行高度を前記安全高度に調整するように設定される第１の安全高度調整モジュール３０２と、
前記安全高度で前記地理位置情報に対応する位置に飛行するように設定される第１の飛行モジュール３０３と、
前記地理位置情報に対応する位置において、前記散布半径に基づいて、前記作業対象に対して螺旋散布作業を行うように設定される螺旋散布モジュール３０４とを含むことができる。
【０１３６】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記作業対象は複数であり、前記装置は、
現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断し、そうであれば、第３の高度調整モジュールを呼び出し、そうでなければ、第４の高度調整モジュールを呼び出すように設定される高度判断モジュールと、
現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、第１の飛行モジュールを呼び出して調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、螺旋散布モジュールを呼び出し、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うように設定される第３の高度調整モジュールと、
現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、螺旋散布モジュールを呼び出して調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して螺旋散布作業を行うように設定される第４の高度調整モジュールとをさらに含むことができる。
【０１３７】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記装置は、
無人機の離陸時の起点位置及び前記起点位置に対応する絶対標高を取得するように設定される第１の起点情報取得モジュールと、
前記無人機の今回の作業が完了した後、前記無人機の飛行高度を、前記無人機の絶対標高に所定の標高距離を加えた帰航高度に調整するように設定される第１の帰航高度調整モジュールと、
前記帰航高度で前記起点位置まで飛行して、前記起点位置で着陸するように設定される第１の帰航モジュールとをさらに含む。
【０１３８】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記測量情報は、前記作業対象の標高、物理的高度をさらに含み、前記安全高度は、前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和以上である。
【０１３９】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記安全高度が前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和より大きい場合、前記装置は、
前記無人機に対地高度の測定装置が取り付けられていれば、前記地理位置情報に対応する位置において、前記無人機の飛行高度を前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度まで低下させるように設定される第１の高度低下モジュールをさらに含む。
【０１４０】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記螺旋散布モジュール３０４は、
前記散布半径以下である初期螺旋半径と、旋回回数と、螺旋間隔と、螺旋角速度とを含む螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定するように設定される第１の作業パラメータ決定サブモジュールと、
前記作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、前記初期螺旋半径で旋回飛行を開始し、前記旋回回数を満たし、及び／又は前記散布半径に到達することで前記作業対象の作業が完了するまで、対応する螺旋間隔を1周ごとに増加させ、飛行過程で、前記螺旋角速度で機体を回転させるように設定される第１の螺旋飛行サブモジュールとを含む。
【０１４１】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記作業対象は、
作業対象同士の物理的高度又は正射影での外接円の直径の差が所定の閾値以上であるという属性を少なくとも有する。
【０１４２】
図５の方法の実施例について、それが図１の方法の実施例と実質的に類似するため、簡単に説明し、関連する部分は、方法の実施例の一部の説明を参照すればよい。
【０１４３】
図６は、本発明の無人機の作業装置の実施例２の構造ブロック図を示し、
前記作業対象の安全高度、地理位置情報及び散布半径を含み、順に配列された、１つ以上の作業対象の測量情報を含む作業される作業対象リストを取得するように設定される作業対象リスト取得モジュール４０１と、
前記作業対象リストから選択された作業対象を現在の作業対象として取得し、現在の作業対象の測量情報を読み取るように設定される測量情報読み取りモジュール４０２と、
無人機の飛行高度を現在の作業対象の安全高度に調整するように設定される第２の安全高度調整モジュール４０３と、
前記安全高度で前記現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行するように設定される第２の飛行モジュール４０４と、
現在の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、現在の作業対象の散布半径に基づいて、現在の作業対象に対して散布作業を行うように設定される散布モジュール４０５と、
現在の作業対象に対する作業が完了した後、次の作業対象の測量情報を読み取り、次の作業対象の安全高度が現在の作業対象の安全高度より大きいか否かを判断し、そうであれば、第１の高度調整モジュールを呼び出し、そうでなければ、第２の高度調整モジュールを呼び出す判断モジュール４０６と、
現在の作業対象の位置において、前記無人機の飛行高度を前記次の作業対象の安全高度に調整して、第２の飛行モジュールを呼び出して調整後の安全高度で前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、さらに、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置において、散布モジュールを呼び出し、前記次の作業対象の散布半径に基づいて、前記次の作業対象に対して散布作業を行うように設定される第１の高度調整モジュール４０７と、
現在の作業対象に対応する安全高度で、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に飛行し、前記次の作業対象の地理位置情報に対応する位置に到達すると、前記安全高度を前記次の作業対象の安全高度に調整し、さらに、散布モジュールを呼び出して調整後の安全高度に基づいて、前記次の作業対象の散布半径で前記次の作業対象に対して散布作業を行うように設定される第２の高度調整モジュール４０８とを含むことができる。
【０１４４】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記装置は、
無人機の離陸時の起点位置及び前記起点位置に対応する絶対標高を取得するように設定される第２の起点情報取得モジュールと、
前記作業対象リストにおける作業対象に対する作業がいずれも完了した後、前記無人機の飛行高度を、前記無人機の絶対標高に所定の標高距離を加えた帰航高度に調整するように設定される第２の帰航高度調整モジュールと、
前記帰航高度で前記起点位置まで飛行して、前記起点位置で着陸するように設定される第２の帰航モジュールとをさらに含む。
【０１４５】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記測量情報は、前記作業対象の標高、物理的高度をさらに含み、前記安全高度は、前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和以上である。
【０１４６】
本発明の実施例の好ましい実施例において、ある作業対象の安全高度が前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和より大きい場合、前記装置は、
前記作業対象に対地高度測定装置が取り付けられていれば、前記作業対象に対して散布作業を行う前に、前記作業対象の地理位置情報に対応する位置において、前記無人機の飛行高度を前記作業対象の標高と、前記作業対象の物理的高度と、所定の散布幅高との和に対応する高度まで低下させるように設定される第２の高度低下モジュールをさらに含む。
【０１４７】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記散布作業は、螺旋散布作業を含み、
前記散布半径以下である初期螺旋半径と、旋回回数と、螺旋間隔と、螺旋角速度とを含む螺旋散布作業に必要な作業パラメータを決定するように設定される第２の作業パラメータ決定サブモジュールと、
作業される作業対象の地理位置情報を螺旋の中心として、前記初期螺旋半径で旋回飛行を開始し、前記旋回回数を満たし、及び／又は前記散布半径に到達することで前記作業対象の作業が完了するまで、対応する螺旋間隔を１周ごとに増加させ、飛行過程で、前記螺旋角速度で機体を回転させるように設定される第２の螺旋飛行サブモジュールとを呼び出して、螺旋散布作業を行う。
【０１４８】
本発明の実施例の好ましい実施例において、前記作業対象は、
作業対象同士の物理的高度又は正射影での外接円の直径の差が所定の閾値以上であるという属性を少なくとも有する。
【０１４９】
図６の方法の実施例について、図４の方法の実施例と実質的に類似するため、簡単に説明したが、関連する部分は、方法の実施例の一部の説明を参照すればよい。
【０１５０】
本明細書における各実施例をいずれも漸進的な方式で説明し、各実施例に対して、いずれも他の実施例との相違点に重点的に説明したが、各実施例との間の同じであるか又は類似した部分は、互いに参照すればよい。
【０１５１】
当業者であれば、本発明の実施例は、方法、装置、又はコンピュータプログラム製品として提供され得ることを理解すべきである。したがって、本発明の実施例は、完全なハードウェア実施例、完全なソフトウェア実施例、又はソフトウェアとハードウェアを組み合わせる実施例の形態を採用することができる。また、本発明の実施例は、コンピュータ利用可能なプログラムコードを含む１つ又は複数のコンピュータ利用可能な記憶媒体（磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、光学メモリなどを含むが、これらに限定されない）で実施されたコンピュータプログラム製品の形態を採用することができる。
【０１５２】
本発明の実施例は、本発明の実施例に係る方法、端末装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート及び／又はブロック図における各フロー及び／又はブロック、及び、フローチャート及び／又はブロック図におけるフロー及び／又はブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実現可能であることが理解されるべきである。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサ又は他のプログラマブルデータ処理端末装置のプロセッサに提供してマシンを生成することにより、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理端末装置のプロセッサによって実行される命令が、フローチャートにおける１つのフロー又は複数のフロー、及び／又はブロック図における１つのブロック又は複数のブロックにて指定された機能を実現する装置を生成するようにしてもよい。
【０１５３】
また、これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理端末装置を特定の方式で機能するように指令できるコンピュータ可読記憶装置に記憶されることにより、該コンピュータ可読記憶装置に記憶された命令が、フローチャートにおける１つのフロー又は複数のフロー、及び／又はブロック図における１つのブロック又は複数のブロック内で指定された機能を実現する命令装置を含む製造品を生成するようにしてもよい。
【０１５４】
また、これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理端末装置にロードして、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理端末装置で一連の動作ステップを実行させて、コンピュータ実現プロセスを生成することにより、コンピュータ又は他のプログラマブル端末装置で実行された命令により、フローチャートにおける１つのフロー又は複数のフロー、及び／又はブロック図における１つのブロック又は複数のブロック内で指定された機能を実現するステップを提供するようにしてもよい。
【０１５５】
本発明の実施例における好ましい実施例を説明したが、当業者であれば、基本的な創造概念を知ると、これらの実施例に対して追加の変更及び修正を行うことができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、好ましい実施例及び本発明の実施例の範囲内にある全ての変更及び修正を含むと解釈しようとする。
【０１５６】
最後に、本明細書において、第１及び第２のような関係用語が単に１つのエンティティ又は操作と別のエンティティ又は操作を区別するが、必ずしもこれらのエンティティ又は操作の間にいかなるこのような実際の関係又は順序が存在することを要求するか又は示唆することがないと説明すべきである。かつ、用語「含む」、「備える」又はそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図することにより、一連の要素を含む過程、方法、物品又は端末装置は、それらの要素を含むだけでなく、明確に列挙されないその他の要素を含むか、或いはこのような過程、方法、物品又は端末装置に固有な要素を含む。更なる限定がない場合、語句「１つの……を含む」によって限定された要素は、前記要素を含む過程、方法、物品又は端末装置に別の同じ要素がさらに存在することを排除するものではない。
【０１５７】
以上、本発明に係る無人機の作業方法及び装置を詳細に説明し、本明細書で具体的な個別例を用いて本発明の原理及び実施形態を説明し、以上の実施例の説明は本発明の方法及びその要旨の理解に役立つだけであり、同時に、当業者にとって、本発明の要旨に従って、具体的な実施形態及び応用範囲で、いずれにも変化があるが、上述したように、本明細書の内容は本発明を限定するものであると理解すべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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