本實(shí)用新型涉及一種無人機(jī)，尤其是一種采用雷達(dá)定距的植保無人機(jī)。
背景技術(shù)：
目前的無人機(jī)導(dǎo)航與控制主要沿用了軍用無人機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)，無人機(jī)質(zhì)量和成本相對(duì)較高，無人機(jī)用于農(nóng)業(yè)要求具有多用途、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、導(dǎo)航準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)，并具有低成本、體積小、質(zhì)量輕等特點(diǎn)?，F(xiàn)有無人機(jī)技術(shù)難以滿足農(nóng)業(yè)噴灑的需求。并且目前對(duì)于農(nóng)業(yè)噴灑大多使用的是地面設(shè)備的風(fēng)送式噴灑，指向性差、噴灑均勻度不好，藥物浪費(fèi)較大；并且植保無人機(jī)通常進(jìn)行低空飛行以便于噴灑作業(yè)，這時(shí)往往會(huì)碰到農(nóng)作物，進(jìn)而導(dǎo)致無人機(jī)的損壞，因此如何準(zhǔn)確判斷無人機(jī)與地面農(nóng)作物之間的高度成為目前植保無人機(jī)亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種采用雷達(dá)定距的植保無人機(jī)，其實(shí)現(xiàn)了對(duì)無人機(jī)與地面農(nóng)作物之間定位高度的精確判斷。并能夠提供有效的藥物噴灑。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種采用雷達(dá)定距的植保無人機(jī)，其包括定距部分、導(dǎo)航部分、遙控部分、藥物噴灑部分、飛行控制部分以及主控計(jì)算機(jī)，定距部分、導(dǎo)航部分、遙控部分、藥物噴灑部分、飛行控制部分均與主控計(jì)算機(jī)連接，其特征在于：
定距部分包括收發(fā)天線、毫米波雷達(dá)、A/D轉(zhuǎn)換器、供電電路、FPGA信號(hào)處理電路、掃描驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
供電電路向毫米波雷達(dá)、A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA信號(hào)處理電路、掃描驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電源，毫米波雷達(dá)產(chǎn)生Ka 波段線性調(diào)頻的毫米波發(fā)射信號(hào)并通過收發(fā)天線發(fā)射出去，收發(fā)天線接收目標(biāo)反射延時(shí)的毫米波反射信號(hào)并提供給毫米波雷達(dá)，毫米波雷達(dá)計(jì)算毫米波發(fā)射信號(hào)和毫米波反射信號(hào)之間的頻差并生成差頻信號(hào)，差頻信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器提供給FPGA信號(hào)處理電路，F(xiàn)PGA信號(hào)處理電路根據(jù)差頻信號(hào)并生成定距信號(hào)提供給主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)根據(jù)定距信號(hào)決定是否提升無人機(jī)的飛行高度； FPGA信號(hào)處理電路與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與收發(fā)天線機(jī)械連接，F(xiàn)PGA信號(hào)處理電路控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而控制收發(fā)天線的掃面角度以及掃描周期；
導(dǎo)航部分包括多普勒雷達(dá)、磁航向儀、三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、氣壓高度計(jì)、數(shù)據(jù)采集電路、GPS接收機(jī)；
遙控部分包括遙控接收機(jī)和CAN總線；
藥物噴灑部分包括噴灑裝置、信號(hào)輸入電路、藥量檢測(cè)模塊、噴頭壓力傳感器；
飛行控制部分包括旋翼、電機(jī)、電子調(diào)速器、PWM驅(qū)動(dòng)器。
本實(shí)用新型的有益效果：定位精度高，速度快，效率高，質(zhì)量好，尤其是在地面無法到達(dá)或無法進(jìn)行地面作業(yè)的區(qū)域，更加凸顯了其優(yōu)點(diǎn)，防止因?yàn)闊o人機(jī)過低飛行導(dǎo)致的無人機(jī)損壞；極大的降低了噴灑成本，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)均勻的噴灑，噴灑效率得到大幅提升。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
本實(shí)用新型的實(shí)施例參考圖1所示，一種采用雷達(dá)定距的植保無人機(jī)，其包括定距部分、導(dǎo)航部分、遙控部分、藥物噴灑部分、飛行控制部分以及主控計(jì)算機(jī)，定距部分、導(dǎo)航部分、遙控部分、藥物噴灑部分、飛行控制部分均與主控計(jì)算機(jī)連接，其特征在于：
定距部分包括收發(fā)天線、毫米波雷達(dá)、A/D轉(zhuǎn)換器、供電電路、FPGA信號(hào)處理電路、掃描驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
供電電路向毫米波雷達(dá)、A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA信號(hào)處理電路、掃描驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電源，毫米波雷達(dá)產(chǎn)生Ka 波段線性調(diào)頻的毫米波發(fā)射信號(hào)并通過收發(fā)天線發(fā)射出去，收發(fā)天線接收目標(biāo)反射延時(shí)的毫米波反射信號(hào)并提供給毫米波雷達(dá)，毫米波雷達(dá)計(jì)算毫米波發(fā)射信號(hào)和毫米波反射信號(hào)之間的頻差并生成差頻信號(hào)，差頻信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器提供給FPGA信號(hào)處理電路，F(xiàn)PGA信號(hào)處理電路根據(jù)差頻信號(hào)并生成定距信號(hào)提供給主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)根據(jù)定距信號(hào)決定是否提升無人機(jī)的飛行高度； FPGA信號(hào)處理電路與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與收發(fā)天線機(jī)械連接，F(xiàn)PGA信號(hào)處理電路控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而控制收發(fā)天線的掃面角度以及掃描周期；
導(dǎo)航部分包括多普勒雷達(dá)、磁航向儀、三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、氣壓高度計(jì)、數(shù)據(jù)采集電路、GPS接收機(jī)；
遙控部分包括遙控接收機(jī)和CAN總線；
藥物噴灑部分包括噴灑裝置、信號(hào)輸入電路、藥量檢測(cè)模塊、噴頭壓力傳感器；
飛行控制部分包括旋翼、電機(jī)、電子調(diào)速器、PWM驅(qū)動(dòng)器。
進(jìn)一步的說，F(xiàn)PGA信號(hào)處理電路包括數(shù)據(jù)緩存模塊、快速傅立葉變換模塊、非相參積累模塊、恒虛警判決模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。
進(jìn)一步的說，A/D轉(zhuǎn)換器具有復(fù)位端口、數(shù)據(jù)接收端以及總線接口，復(fù)位端口與供電電路連接，數(shù)據(jù)接收端與毫米波雷達(dá)連接，總線接口與FPGA信號(hào)處理電路連接。
進(jìn)一步的說，供電電路采用二級(jí)電壓轉(zhuǎn)換電路。
進(jìn)一步的說，磁航向儀測(cè)量無人機(jī)的絕對(duì)方位并生成方位信號(hào)；多普勒雷達(dá)測(cè)量無人機(jī)的飛行速度并生成速度信號(hào)；三軸陀螺儀測(cè)量無人機(jī)的三軸角加速度并生成角加速度信號(hào)；三軸加速度計(jì)測(cè)量無人機(jī)的三軸線加速度生成線加速度信號(hào)；氣壓高度計(jì)測(cè)量無人機(jī)的絕對(duì)海拔高度并生成高度信號(hào)；GPS接收機(jī)獲取GPS衛(wèi)星定位信號(hào)；
磁航向儀、多普勒雷達(dá)、三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、氣壓高度計(jì)、GPS接收機(jī)測(cè)量得到的模擬信號(hào)通過數(shù)據(jù)采集電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)提供給主控計(jì)算機(jī)，計(jì)算得到無人機(jī)定位信號(hào)、無人機(jī)位置信號(hào)、無人機(jī)方位信號(hào)以及無人機(jī)速度信號(hào)，主控計(jì)算機(jī)接收以及來自遙控接收機(jī)的控制信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，向PWM驅(qū)動(dòng)器提供調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)并控制電子調(diào)速器，電子調(diào)速器與安裝有旋翼的電機(jī)機(jī)械連接，從而控制旋翼的轉(zhuǎn)速。
進(jìn)一步的說，噴灑裝置包括噴頭、藥箱、調(diào)壓閥、開關(guān)閥，調(diào)壓閥、開關(guān)閥安裝在噴頭和藥箱之間的管路上；藥量檢測(cè)模塊安裝在藥箱上，噴頭壓力傳感器安裝在噴頭上。
進(jìn)一步的說，藥量檢測(cè)模塊將獲取的噴灑裝置的藥液箱中的剩余藥液信號(hào)通過信號(hào)輸入電路發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)，噴頭壓力傳感器將獲取的噴灑裝置的噴頭壓力信號(hào)通過信號(hào)輸入電路發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)；主控計(jì)算機(jī)根據(jù)剩余藥液信號(hào)以及噴頭壓力信號(hào)控制噴灑裝置的噴灑啟動(dòng)/噴灑停止、噴藥量和噴霧壓力。
進(jìn)一步的說，調(diào)壓閥包括閥芯、調(diào)壓閥閥體、調(diào)壓電機(jī)，閥芯與調(diào)壓閥閥體螺紋連接，調(diào)壓電機(jī)與閥芯固定連接，調(diào)壓電機(jī)帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而對(duì)噴頭的壓力進(jìn)行控制。
進(jìn)一步的說，開關(guān)閥包括柱塞和開關(guān)閥閥體，開關(guān)電機(jī)安裝在柱塞上，當(dāng)噴頭壓力低于下限工作壓力時(shí)關(guān)閉開關(guān)閥，從而切斷噴藥回路。
進(jìn)一步的說，旋翼為四個(gè)、六個(gè)或者八個(gè)。
以上所述實(shí)施方式僅表達(dá)了本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。