本發(fā)明涉及農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行技術(shù)，特別是一種具有抗風(fēng)旋翼的多傾斜翼農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)及其控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域主要應(yīng)用于農(nóng)藥噴灑和低空遙感作業(yè)。其中，農(nóng)藥噴灑是植保工作的重要措施，具有作業(yè)次數(shù)多、工作量大、危害性強(qiáng)的特點(diǎn)。農(nóng)業(yè)航空是農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展和延伸，與地面機(jī)械田間作業(yè)相比，用無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑作業(yè)不受地理因素制約，有降低作業(yè)成本、提高工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、不會(huì)留下轍印和損壞農(nóng)作物的特點(diǎn)；無(wú)人機(jī)低空遙感作業(yè)主要用于農(nóng)作物面積統(tǒng)計(jì)、長(zhǎng)勢(shì)探測(cè)及病蟲害預(yù)警等。

現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)人機(jī)大致可分為固定翼和旋翼機(jī)兩種機(jī)型，這兩種機(jī)型各有優(yōu)缺點(diǎn)：

1)固定翼無(wú)人機(jī)具有續(xù)航能力強(qiáng)，巡航速度快的優(yōu)點(diǎn)，但起降需要依托長(zhǎng)距離跑道，不適合復(fù)雜的農(nóng)田環(huán)境；

2)旋翼機(jī)可以垂直起降，更適合在田間使用，但巡航時(shí)間較短。

農(nóng)用無(wú)人機(jī)植保作業(yè)已經(jīng)走向了實(shí)際應(yīng)用階段，多旋翼無(wú)人機(jī)因?yàn)椴倏睾?jiǎn)單，故障率低的優(yōu)點(diǎn)在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域得到了大范圍推廣。然而其續(xù)航能力較低，在實(shí)際使用時(shí)需要頻繁起降，嚴(yán)重影響作業(yè)效率；電池充電頻繁，使用壽命低，直接導(dǎo)致作業(yè)成本增加；自動(dòng)飛行時(shí)受陣風(fēng)影響大，容易偏離預(yù)設(shè)航線；多采用手動(dòng)飛行，操作工作任務(wù)繁重。因此，提高無(wú)人機(jī)自動(dòng)飛行精度、延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種具有抗風(fēng)旋翼的多傾斜翼飛行平臺(tái)的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)及其控制系統(tǒng)和控制方法， 以解決農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)續(xù)航時(shí)間短、抗風(fēng)性能差和巡航精度低等問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，其中，包括：

機(jī)身；

飛行控制器，安裝在所述機(jī)身上；

至少一個(gè)抗風(fēng)旋翼，安裝在所述機(jī)身上；以及

多個(gè)多功能翼，安裝在所述機(jī)身上，所述多功能翼相對(duì)于所述機(jī)身分別具有一固定翼飛行模式和一多旋翼飛行模式，每個(gè)所述多功能翼包括固定翼和多旋翼，所述固定翼的軸線垂直于所述機(jī)身的軸線設(shè)置并與安裝在所述機(jī)身上的舵機(jī)連接，所述舵機(jī)帶動(dòng)所述固定翼旋轉(zhuǎn)以控制所述固定翼飛行模式和多旋翼飛行模式的切換，所述多旋翼設(shè)置在所述固定翼上；

所述飛行控制器通過(guò)調(diào)整所述抗風(fēng)旋翼的旋轉(zhuǎn)方向和速度，以及所述固定翼飛行模式和多旋翼飛行模式的切換來(lái)平衡和穩(wěn)定該農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)的飛行姿態(tài)。

上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，其中，所述多旋翼包括無(wú)刷直流電機(jī)和多旋翼槳葉，所述無(wú)刷直流電機(jī)安裝在所述固定翼的中部，所述多旋翼槳葉與所述無(wú)刷直流電機(jī)連接，所述多旋翼槳葉的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于所述固定翼的軸線。

上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，其中，所述飛行控制器包括：

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GNSS)流動(dòng)站，安裝在所述機(jī)身上，用于檢測(cè)并輸出所述機(jī)身當(dāng)前經(jīng)緯度和海拔高度信息；

姿態(tài)傳感器(AHRS)，用于檢測(cè)并輸出所述機(jī)身的三維加速度、三維角速度、姿態(tài)角及磁場(chǎng)方向數(shù)據(jù)；

激光及超聲波傳感器，用于檢測(cè)并輸出所述機(jī)身與地面的相對(duì)高度信息；

氣壓高度計(jì)，用于檢測(cè)并輸出所述機(jī)身的海拔高度信息；

數(shù)傳電臺(tái)模塊，用于接收地面站控制信息、衛(wèi)星基站差分?jǐn)?shù)據(jù)，并回傳所述飛行平臺(tái)關(guān)鍵飛行參數(shù)；以及

數(shù)據(jù)處理及控制模塊，用于采集各傳感器數(shù)據(jù)，控制無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)，以及控制所述舵機(jī)帶動(dòng)所述固定翼旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)固定翼飛行模式和多旋翼飛行模式的切換，以適應(yīng)不同飛行階段。上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，其中，所述數(shù)據(jù)處理及控制模塊采用DSP作為控制芯片，所述DSP控制芯片通過(guò)ADC接口采集安裝在所述機(jī)身上的超聲波傳感器、氣壓計(jì)或激光傳感器的電壓或電流信號(hào)， 經(jīng)數(shù)據(jù)融合算法計(jì)算后輸出所述無(wú)人機(jī)飛行高度數(shù)據(jù)。

上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，其中，所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站為GPS流動(dòng)站或GPS與北斗兼容的流動(dòng)站。

為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，其中，包括：

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站，用于為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站提供差分信號(hào)；

地面控制站，通過(guò)線纜與所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站連接，用于監(jiān)控飛行數(shù)據(jù)，規(guī)劃飛行器作業(yè)路徑，并通過(guò)內(nèi)置在所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站中的數(shù)傳電臺(tái)給所述無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)發(fā)送控制指令；

農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，為上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，通過(guò)所述飛行控制器中的無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)模塊與所述控制系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線通訊，所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站使用通過(guò)同一無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)模塊接收所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站的差分信號(hào)，所述飛行控制器根據(jù)所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站的實(shí)時(shí)位置信息和所述地面控制站預(yù)先設(shè)定的作業(yè)路徑，按照幾何算法推算航跡偏差并輸出控制指令進(jìn)行航跡偏差糾正。

上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述地面控制站根據(jù)設(shè)置的作業(yè)幅寬、作業(yè)區(qū)域、作業(yè)高度和作業(yè)速度參數(shù)生成作業(yè)路徑規(guī)劃圖，并通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)將所述作業(yè)路徑規(guī)劃圖的航點(diǎn)數(shù)據(jù)上傳至飛行控制器。

上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)設(shè)置在所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站內(nèi)，所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站與所述地面控制站共用該無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)，所述無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)通過(guò)串行通訊方式發(fā)送所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站的RTK差分信號(hào)和所述地面控制站的控制信號(hào)。

為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種農(nóng)用無(wú)人機(jī)控制方法，其中，采用上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，包括如下步驟：

S1、航線預(yù)設(shè)，地面控制站規(guī)劃作業(yè)路徑并上傳至農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)；

S2、多旋翼起飛，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)接收開始指令，舵機(jī)控制多功能翼動(dòng)作切換至多旋翼飛行模式，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)以多旋翼飛行模式飛行；

S3、固定翼巡航，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)以多旋翼飛行模式飛行至預(yù)設(shè)航線起始位置處并切換成固定翼飛行模式，按照預(yù)設(shè)航線和速度巡航；

S4、飛行精度控制，飛行控制器根據(jù)計(jì)算偏差實(shí)時(shí)調(diào)整抗風(fēng)旋翼的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度，以保證巡航過(guò)程中該農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)的飛行平衡和導(dǎo)航精度；

S5、降落停機(jī)，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)接收任務(wù)結(jié)束指令，所述舵機(jī)控制所述多功能翼從固定翼飛行模式切換成多旋翼飛行模式，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)降落于指定降落點(diǎn)并停機(jī)。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明采用飛行模式切換技術(shù)，自動(dòng)導(dǎo)航控制技術(shù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)，抗風(fēng)旋翼糾偏技術(shù)解決農(nóng)用無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間較短、巡航偏差較大以及穩(wěn)定性較差問(wèn)題，提升農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將傾斜翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，提高了農(nóng)用無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間和按行飛行精度，增強(qiáng)了飛行穩(wěn)定性；自動(dòng)化作業(yè)方式有助于減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了使用難度；解決了現(xiàn)有技術(shù)中農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)需要頻繁起降更換電池，作業(yè)效率較低的問(wèn)題，有助于農(nóng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行大范圍推廣。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的農(nóng)用無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的飛行平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3A為本發(fā)明一實(shí)施例的飛行平臺(tái)的多旋翼飛行模式示意圖；

圖3B為本發(fā)明一實(shí)施例的飛行平臺(tái)的固定翼飛行模式示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的多功能機(jī)翼結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)人機(jī)飛行控制器結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)人機(jī)控制方法流程圖。

其中，附圖標(biāo)記

1 農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)

11 機(jī)身

12 飛行控制器

121 數(shù)據(jù)處理及控制模塊

122 數(shù)傳模塊

123 姿態(tài)傳感器

124 PWM驅(qū)動(dòng)電路

125 ADC接口

13 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站

14 抗風(fēng)旋翼

15 多功能翼

151 固定翼

152 多旋翼

1521 無(wú)刷直流電機(jī)

1522 多旋翼槳葉

16 舵機(jī)

17 超聲波傳感器

18 激光傳感器

19 氣壓計(jì)

2 地面控制站

3 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述：

參見圖1，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的農(nóng)用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)示意圖。本發(fā)明的農(nóng)用無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，包括：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GNSS)基站；地面控制站2，通過(guò)線纜與所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站3連接，用于監(jiān)控飛行數(shù)據(jù)、規(guī)劃飛行器作業(yè)路徑，并發(fā)送控制指令；以及農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1，通過(guò)所述數(shù)傳模塊122與所述地面控制站2進(jìn)行通訊，農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1機(jī)載的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站13也通過(guò)所述數(shù)傳模塊122接收所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站3提供的差分?jǐn)?shù)據(jù)，所述飛行控制器12根據(jù)所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站13的實(shí)時(shí)位置信息和所述地面控制站2預(yù)先設(shè)定的作業(yè)路徑，依據(jù)常規(guī)的幾何方法推算航跡偏差并輸出控制指令進(jìn)行航跡偏差糾正。

無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)區(qū)間為三維空間，要完整描述無(wú)人機(jī)在某點(diǎn)的狀態(tài)，航路點(diǎn) 需要包含空間坐標(biāo)p(x，y，z)和該點(diǎn)的速度v信息，故這里用Point(p(x，y，z)，v)表示一個(gè)完整的航路點(diǎn)。本實(shí)施例中，所述地面控制站2根據(jù)設(shè)置的作業(yè)幅寬和作業(yè)區(qū)域在二維平面(x，y)內(nèi)依據(jù)飛行距離最短原則生成幾何飛行路徑，再結(jié)合作業(yè)高度參數(shù)z生成多個(gè)三維飛行點(diǎn)p(x，y，z)，最后按照操作人員手動(dòng)編輯的各點(diǎn)作業(yè)速度參數(shù)v生成完整的航路點(diǎn)Point(p(x，y，z)，v)，所有的航路點(diǎn)組成作業(yè)路徑規(guī)劃圖，并通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)將所述作業(yè)路徑規(guī)劃圖上傳至飛行控制器12。

所述無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)安裝在所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站3內(nèi)，所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站3與所述地面控制站2共用該無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)，所述無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)通過(guò)串行通訊方式發(fā)送所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站3的RTK差分信號(hào)和所述地面控制站2的控制信號(hào)。因該地面控制站2和RTK全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站3的組成、工作原理等均為較成熟的現(xiàn)有技術(shù)，故在此不做贅述，下面對(duì)本發(fā)明的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1的結(jié)構(gòu)及其工作原理予以詳細(xì)說(shuō)明。

參見圖2，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的飛行平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1，包括：機(jī)身11；飛行控制器12，安裝在所述機(jī)身11上，用于完成農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1飛行模式和飛行姿態(tài)的控制；至少一個(gè)抗風(fēng)旋翼14，安裝在所述機(jī)身11上；以及多個(gè)多功能翼15，安裝在所述機(jī)身11上，所述多功能翼15相對(duì)于所述機(jī)身11分別具有一固定翼飛行模式和一多旋翼飛行模式(參見圖3A及圖3B)。

參見圖4，圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的多功能機(jī)翼結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中，每個(gè)所述多功能翼15包括固定翼151和多旋翼152，所述固定翼151的軸線垂直于所述機(jī)身11的軸線設(shè)置并與安裝在所述機(jī)身11上的舵機(jī)16連接，所述舵機(jī)16帶動(dòng)所述固定翼151繞其軸線做90°旋轉(zhuǎn)以控制所述固定翼飛行模式和多旋翼飛行模式的切換，所述多旋翼152設(shè)置在所述固定翼151上。其中，所述多旋翼152包括無(wú)刷直流電機(jī)1521和多旋翼槳葉1522，所述無(wú)刷直流電機(jī)1521安裝在所述固定翼151的中部，所述多旋翼槳葉1522與所述無(wú)刷直流電機(jī)1521連接，所述多旋翼槳葉1522的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于所述固定翼151的軸線。所述飛行控制器12通過(guò)調(diào)整所述抗風(fēng)旋翼14的旋轉(zhuǎn)方向和速度，以及對(duì)所述固定翼飛行模式和多旋翼飛行模式的切換來(lái)平衡和穩(wěn)定該農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1的飛行姿態(tài)。

參見圖5，圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)人機(jī)飛行控制器結(jié)構(gòu)框圖。所述飛行控制器12包括：數(shù)據(jù)處理及控制模塊121，用于計(jì)算并輸出無(wú)人機(jī)飛行高度數(shù)據(jù)，以及控制所述舵機(jī)16帶動(dòng)所述固定翼151旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)固定翼飛行模式和多旋翼飛行模式的切換，以適應(yīng)不同飛行階段；全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站13，安裝在所述機(jī)身11上，用于檢測(cè)并輸出所述機(jī)身11當(dāng)前經(jīng)緯度和海拔高度信息，對(duì)該農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1導(dǎo)航定位；數(shù)傳模塊122，優(yōu)選無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)，用于接收地面控制站2的相關(guān)控制信息以及GNSS基準(zhǔn)站的RTK信號(hào)，并回傳飛行數(shù)據(jù)，將飛行器的相關(guān)參數(shù)發(fā)送給地面控制站2；以及姿態(tài)傳感器(AHRS)123，用于檢測(cè)并輸出所述機(jī)身11的三維加速度、三維角速度及磁場(chǎng)方向數(shù)據(jù)，以獲取農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1的姿態(tài)信息；激光及超聲波傳感器，用于檢測(cè)并輸出所述機(jī)身11與地面的相對(duì)高度信息；氣壓高度計(jì)，用于檢測(cè)并輸出所述機(jī)身11的海拔高度信息。

其中，所述數(shù)據(jù)處理及控制模塊121優(yōu)選為DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)控制芯片，所述DSP控制芯片通過(guò)ADC接口125采集安裝在所述機(jī)身11上的超聲波傳感器17、氣壓高度計(jì)19或激光傳感器18等的電壓或電流信號(hào)，DSP按照各傳感器高度與電信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算各個(gè)高度數(shù)據(jù)，按照D-S證據(jù)理論進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后輸出所述無(wú)人機(jī)飛行高度數(shù)據(jù)。DSP控制芯片可通過(guò)PWM(脈沖寬度調(diào)制)驅(qū)動(dòng)電路124控制舵機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)切換固定翼151方向，改變飛行模式。所述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)流動(dòng)站13優(yōu)選為GPS流動(dòng)站或北斗流動(dòng)站。

參見圖6，圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)人機(jī)控制方法流程圖。本發(fā)明的農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)控制方法，采用上述的農(nóng)用無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，包括如下步驟：

步驟S1、航線預(yù)設(shè)，地面控制站2規(guī)劃作業(yè)路徑并上傳至農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1，在地面站中設(shè)置作業(yè)幅寬、作業(yè)區(qū)域、作業(yè)高度、作業(yè)速度等參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)生成作業(yè)路徑規(guī)劃圖，并通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)將航點(diǎn)數(shù)據(jù)上傳至飛行控制系統(tǒng)；

步驟S2、多旋翼起飛，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1接收地面控制站2起飛指令后，舵機(jī)16控制多功能翼15動(dòng)作切換至多旋翼飛行模式垂直起飛，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1以多旋翼飛行模式飛行，利用各個(gè)機(jī)載傳感器(GNSS流動(dòng)站,姿態(tài)傳感器及高度傳感器等)實(shí)時(shí)檢測(cè)所述機(jī)身位置、航向和高度信息，并通過(guò)控制四個(gè)多旋翼的旋轉(zhuǎn)速度將所述機(jī)身11調(diào)整至預(yù)設(shè)航線的起始 位置、起始航向和高度；

步驟S3、固定翼巡航，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1以多旋翼飛行模式飛行至預(yù)設(shè)航線起始位置處并切換成固定翼飛行模式，舵機(jī)16通過(guò)旋轉(zhuǎn)固定翼151將四個(gè)多旋翼152自動(dòng)調(diào)整至機(jī)頭方向，按照預(yù)設(shè)航線和預(yù)設(shè)速度巡航；

步驟S4、飛行精度控制，飛行控制器12根據(jù)農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1的實(shí)時(shí)位置信息和預(yù)先設(shè)定的作業(yè)路徑，推算航跡偏差，輸出控制指令進(jìn)行航跡偏差糾正，飛行控制器12根據(jù)計(jì)算偏差實(shí)時(shí)調(diào)整抗風(fēng)旋翼14的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度，必要時(shí)也可同時(shí)切換多功能翼15的飛行模式，以保證巡航過(guò)程中該農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1的飛行平衡和導(dǎo)航精度；

步驟S5、降落停機(jī)，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1接收任務(wù)結(jié)束指令，所述飛行控制器12通過(guò)舵機(jī)16控制所述多功能翼15從固定翼飛行模式切換成多旋翼飛行模式，所述農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1降落于指定降落點(diǎn)并停機(jī)。

實(shí)際工作過(guò)程中，飛行控制器12實(shí)時(shí)采集農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1作業(yè)參數(shù)、位置等多傳感器信息，推算出農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1作業(yè)航跡偏差，輸出控制策略，對(duì)農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1航跡進(jìn)行糾偏、導(dǎo)航跟蹤等操控任務(wù)。在起飛和降落時(shí)，飛行控制器12通過(guò)控制舵機(jī)16將飛行形態(tài)切換至多旋翼飛行模式，如圖3A所示，該飛行模式下農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1具有良好的起降性能，適合工作于較為復(fù)雜的田間環(huán)境；在巡航飛行過(guò)程中，飛行控制器12自動(dòng)切換為固定翼飛行模式，如圖3B所示，農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1在固定翼飛行模式下能夠有效延長(zhǎng)工作時(shí)間并保持較高的巡航速度；當(dāng)農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1將要或已經(jīng)偏離指定航線時(shí)，飛行控制器12通過(guò)控制中心抗風(fēng)旋翼14和多功能翼15協(xié)同動(dòng)作，快速將農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1調(diào)整至指定位置。設(shè)定導(dǎo)航路徑后，農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1以多旋翼飛行模式起飛，飛行至巡航路徑起始點(diǎn)時(shí)切換為固定翼飛行模式巡航，巡航任務(wù)完成后飛行器再次切換為多旋翼飛行模式降落，這樣無(wú)人機(jī)在飛行任務(wù)的不同階段，自動(dòng)在多旋翼飛行模式和固定翼飛行模式之間切換飛行，提高了無(wú)人機(jī)的使用性能。地面控制站2集成飛行規(guī)劃、飛行監(jiān)控、飛行數(shù)據(jù)分析、信息通訊等多種功能。地面控制站2將RTK差分信號(hào)和控制信號(hào)按照預(yù)定通訊協(xié)議融合在一起，通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)發(fā)送至農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1。

本發(fā)明的多功能翼15結(jié)構(gòu)使飛行器同時(shí)具備了固定翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間長(zhǎng) 和多旋翼無(wú)人機(jī)垂直起降的優(yōu)點(diǎn)，并能自動(dòng)探測(cè)姿態(tài)、位置偏差，利用抗風(fēng)旋翼14使無(wú)人機(jī)更容易保持姿態(tài)平衡，抗風(fēng)旋翼14可以給無(wú)人機(jī)提供與所受風(fēng)力方向相反的力，有助于提高飛行穩(wěn)定性，提升飛行器抗風(fēng)性能。采用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法(RTK技術(shù))，利用地面部分的GPS基站提供差分修正數(shù)據(jù)，使機(jī)載GPS定位數(shù)據(jù)提升至厘米級(jí)，該技術(shù)提高了農(nóng)用無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航精度，有助于提升作業(yè)質(zhì)量；RTK差分信號(hào)和地面控制信號(hào)采用同一個(gè)數(shù)傳電臺(tái)收發(fā)，可以減少一組無(wú)線通訊模塊，有利于減輕飛行平臺(tái)重量，降低無(wú)人機(jī)系統(tǒng)成本。

本發(fā)明提高了農(nóng)用無(wú)人機(jī)按照預(yù)設(shè)航線自主飛行的控制精度，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)導(dǎo)航，可以提高無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)性能和穩(wěn)定性，解決了農(nóng)用無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間短和導(dǎo)航精度低問(wèn)題，本發(fā)明的高精度定位及通訊方法，可在不增加差分通訊電臺(tái)的情況下，利用地面控制站2將GNSS基準(zhǔn)站的RTK差分信號(hào)和地面站控制信號(hào)融合在一起，數(shù)傳電臺(tái)通過(guò)串行通訊方式發(fā)送RTK差分信號(hào)和控制信號(hào)至農(nóng)用無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)1，將GNSS流動(dòng)站的定位精度提高到了厘米級(jí)。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。