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。

关键词：山地果园 航空植保 无人机 航迹控制 机器视觉 

单位：西北农林科技大学机械与电子工程学院; 陕西杨凌712100; 农业农村部农业物联网重点实验室; 陕西杨凌712100; 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室; 陕西杨凌712100