一种六轴式农药喷雾飞行装置及控制方法

摘要

本发明公开了一种六轴式农药喷雾飞行装置，包括机架、控制系统和六个支撑轴；所述控制系统包括控制器、姿态检测模块、农药喷洒模块以及无线通信模块；所述控制器完成实时数据处理，并输出控制信号实现飞行姿态的调控；所述姿态检测模块根据用户设定飞行姿态，动态监测飞行中的数据，同时根据用户需求实时调整飞行姿态；所述农药喷洒模块根据预先设定的喷药量、喷药高度、喷药区域，执行喷洒作业任务；所述无线通信模块用于将各个传感器的状态参数传到遥控器。本发明能够根据用户需要设定农药喷洒面积，喷药量、喷药时间、喷药区域；喷洒过程中，喷药操作人员不会直接接触农药，避免喷洒过程中农药对人体健康的影响；飞行姿态可实时动态调整。

权利要求

1.一种六轴式农药喷雾飞行装置，其特征在于：包括机架(1)、设置在机架上的控制系统和以机架为中心等角度分布在机架上的六个支撑轴，每个支撑轴的末端连接一个驱动单元；所述控制系统包括控制器(6)和分别与控制器连接的姿态检测模块、农药喷洒模块以及无线通信模块(16)；

所述驱动单元为整个飞行装置提供飞行动力；

所述控制器完成实时数据处理，并输出控制信号实现飞行姿态的调控；

所述姿态检测模块根据用户设定飞行姿态，动态监测飞行中的数据，同时根据用户需求实时调整飞行姿态；

所述农药喷洒模块根据预先设定的喷药量、喷药高度、喷药区域，执行喷洒作业任务；

所述无线通信模块用于将各个传感器的状态参数传到遥控器，操作人员根据反馈回来的数据，对六轴式农药喷雾飞行装置实时进行控制；所述驱动单元包括与控制器连接的电子调速器(2)、与电子调速器连接的驱动电机(3)以及与驱动电机连接的螺旋桨(4)；所述农药喷洒模块包括喷雾装置、液位传感器(15)、设置在机架(1)下方的密闭容器(13)以及驱动两个水泵的驱动电路(14)，所述液位传感器设置于密闭容器内并与控制器连接，所述喷雾装置包括分别设置在两个支撑轴上的水泵(11)，每个水泵对应一个高速离心喷头(12)，所述两个支撑轴在同一直线上。

2.根据权利要求1所述的六轴式农药喷雾飞行装置，其特征在于：所述姿态检测模块包括分别与控制器连接的GPS定位器(7)、气压传感器(8)、六轴陀螺仪(9)和地磁传感器(10)；

所述GPS定位器用于对飞行装置进行准确定位，并通过无线通信模块将其参数返回给操作者，所述气压传感器和地磁传感器分别实时监控飞行装置的飞行高度和飞行方向，所述六轴陀螺仪用于采集飞行装置的三个方向的角速度以及三个方向的角加速度。

3.一种六轴式农药喷雾飞行装置控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.通过遥控器对需要完成的任务进行预先设定，然后控制飞行装置起飞；

S2.根据用户预先设定的任务，动态监测飞行中的数据，根据用户需要实时调整飞行的姿态；

S3.当飞行装置到达预先设定位置时，根据预先设定的喷药量、喷药高度、喷药区域，打开高速离心喷头执行喷洒作业任务；

所述步骤S1具体包括：

在六轴式农药喷雾飞行装置工作前，操作人员从全国地理信息系统数据库中获得该地区的卫星图像，在卫星图像中划定工作区域，并在工作区域内从农药喷洒起始点至终点依次设点，并设定六轴式农药喷雾飞行装置在各点的飞行高度，设点完成后，通过无线通信模块将设定的点的信息依次传递给六轴式农药喷雾飞行装置，当六轴式农药喷雾飞行装置接收到飞行计划后，将接收到的飞行计划储存至系统自带的内存中；

采用动态PD算法确保六轴式农药喷雾飞行装置在两点之间最短直线路径飞行，所述动态PD算法为：U(k)＝U(k-1)+Kp*e(k)+Kd*(e(k)-e(k-1))，Kp＝m*(e(k)-e(k-1))^2，e(k)＝f(k)-f(k-1)，公式中k表示采样序号，U(k)为电机的控制量，m为比例常数，Kp为动态值，Kd为静态值，e(k)为地磁传感器上次采集值与现在采集值得偏差，f(k)为地磁传感器的采集值。

4.根据权利要求3所述的六轴式农药喷雾飞行装置控制方法，其特征在于：所述六轴式农药喷雾飞行装置的姿态由其倾斜角和倾斜角速度决定，姿态监测模块采用积分补偿的方法来消除倾斜角速度的积累误差，加速度计采集的值ACC_VALUE以及陀螺仪采集的值GYRO_VALUE经过修正以及积分补偿后得到了六轴式农药喷雾飞行装置的飞行角度值FLY_ANGEL：FLY_ANGEL＝(GYRO_VALUE-GYRO_OFFSET)*Kgyro+∑DELTA_VALUE*(1/T)其中，DELTA_VALUE为加速度计所获得的倾斜角度，GYRO_VALUE为陀螺仪采集的值，GYRO_OFFSET为陀螺仪的零点偏移量，Kgyro为陀螺仪的比例值，∑DELTA_VALUE为DELTA_VALUE的和，T为积分时间常数，经过修正以及积分补偿后的倾斜角度之差：DELTA_VALUE＝(ACC_VALUE-ACC_OFFSET)*Kacc-FLY_ANGELACC_VALUE为加速度计采集的值，Kacc为加速度计的比例值，ACC_OFFSET为加速度器的零点偏移量，Kacc＝180*(ACCmax+ACCmin)，其中ACCmax为加速度计的最大值，ACCmin为加速度计的最小。

说明书

一种六轴式农药喷雾飞行装置及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种喷雾装置，具体涉及一种六轴式农药喷雾飞行装置。

背景技术

[0002] 农业机械是指在作物种植业和畜牧业生产过程中，以及农、畜产品初加工和处理过程中所使用的各种机械；植物种植保护机械用于种植和保护作物及农产品免受病、虫、鸟、兽和杂草等危害。长期以来，我国农作物防病防虫主要依靠手动喷雾器和背负式喷雾机等地面农药喷洒装置对农作物进行农药喷洒与防治。然而，我国农田地理范围分布较广，地形复杂，地面农药喷洒装置进行农药喷洒受地形和工作条件限制，作业效率低下，危险系数高，这给农业机械化的使用带来了困难。而现有农药喷洒飞行装置大多采用直升飞机进行农药喷雾，存在体型大、运行成本昂贵、飞行姿态单一、安全稳定性差和农药喷洒不均匀的缺点，且需要专业的操作人员。因此，研究一种能够在复杂地形使用的新型农业机械化、自动化产品，对我国农业机械现代化、自动化，缓解人的劳动强度，提高种植效率具有非常重要的意义。

发明内容

[0003] 鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种六轴式农药喷雾飞行装置，解决现有农药喷雾飞行器体积大，飞行姿态单一，自动化程度低，安全平稳性差的问题。本发明的目的之二是提供一种控制前述六轴式农药喷雾飞行装置飞行的方法。

[0004] 本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的，一种六轴式农药喷雾飞行装置，包括机架1、设置在机架上的控制系统和以机架为中心等角度分布在机架上的六个支撑轴，每个支撑轴的末端连接一个驱动单元；所述控制系统包括控制器6和分别与控制器连接的姿态检测模块、农药喷洒模块以及无线通信模块16；

[0005] 所述驱动单元为整个飞行装置提供飞行动力；

[0006] 所述控制器完成实时数据处理，并输出控制信号实现飞行姿态的调控；

[0007] 所述姿态检测模块根据用户设定飞行姿态，动态监测飞行中的数据，同时根据用用户需求实时调整飞行姿态；

[0008] 所述农药喷洒模块根据预先设定的喷药量、喷药高度、喷药区域，执行喷洒作业任务； 所述无线通信模块用于将各个传感器的状态参数传到遥控器，操作人员根据反馈回来的数据，对六轴式农药喷雾飞行装置实时进行控制。

[0009] 进一步，所述驱动单元包括与控制器连接的电子调速器2、与电子调速器连接的驱动电机3以及与驱动电机连接的螺旋桨4。

[0010] 进一步，所述姿态检测模块包括分别与控制器连接的GPS定位器7、气压传感器8、六轴陀螺仪9和地磁传感器10；所述GPS定位器用于对飞行器进行准确定位，并通过无线通信模块将其参数返回给操作者，所述气压传感器和地磁传感器分别实时监控飞行装置的飞行高度和飞行方向，所述六轴陀螺仪用于采集飞行装置的三个方向的角速度以及三个方向的角加速度。

[0011] 进一步，所述农药喷洒模块包括喷雾装置、液位传感器15、设置在机架1下方的密闭容器13以及驱动两个水泵的驱动电路14，所述液位传感器设置于密闭容器内并与控制器连接，所述喷雾装置包括分别设置在两个支撑轴上的水泵11，每个水泵对应一个高速离心喷头12，所述两个支撑轴在同一直线上。

[0012] 本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的，一种六轴式农药喷雾飞行装置控制方法，包括以下步骤：

[0013] S1.通过遥控器对需要完成的任务进行预先设定，然后控制飞行装置起飞；

[0014] S2.根据用户预先设定的任务，动态监测飞行中的数据，根据用户需要实时调整飞行的姿态；

[0015] S3.当飞行装置到达预先设定的位置时，根据预先设定的喷药量、喷药高度、喷药区域，打开高速离心喷头执行喷洒作业任务。

[0016] 进一步，所述步骤S1具体包括：

[0017] 在六轴式农药喷雾飞行装置工作前，操作人员从全国地理信息系统数据库中获得该地区的卫星图像，在卫星图像中划定工作区域，并在工作区域内从农药喷洒起始点至终点依次设点，并设定六轴式农药喷雾飞行装置在各点的飞行高度。

[0018] 进一步，采用动态PD算法确保六轴式农药喷雾飞行装置在两点之间有用直线路径飞行，所述动态PD算法为：U(k)＝U(k-1)+Kp*e(k)+Kd*(e(k)-e(k-1))，Kp＝k*(e(k)-e(k-1))^2，e(k)＝f(k)-f(k-1)，公式中k为比例常数，Kd为静态值，Kp为动态值，U(k)为电机的控制量，e(k)为地磁传感器上次采集值与现在采集值得偏差，f(k)为地磁传感器的采集值。

[0019] 进一步，所述六轴式农药喷雾飞行装置的姿态由其倾斜角和倾斜角速度决定，所述姿态 监测模块采用积分补偿的方法来消除倾斜角速度的积累误差，加速度计采集的值ACC_VALUE以及陀螺仪采集的值GYRO_VALUE经过修正以及积分补偿后得到了六轴式农药喷雾飞行装置的飞行角度值FLY_ANGEL：

[0020] FLY_ANGEL＝(GYRO_VALUE-GYRO_OFFSET)*Kgyro+∑DELTA_VALUE*(1/T)[0021] 其中，DELTA_VALUE为加速度计所获得的倾斜角度，GYRO_VALUE为陀螺仪采集的值，GYRO_OFFSET为陀螺仪的零点偏移量，Kgyo为陀螺仪的比例值，ΣDELTA_VALUE为DELTA_VALUE的和，T为积分时间常数。经过修正以及积分补偿后的倾斜角度之差：

[0022] DELTA_VALUE＝(ACC_VALUE-ACC_OFFSET)*Kacc-FLY_ANGEL

[0023] ACC_VALUE为加速度计采集的值，Kacc为加速度计的比例值，ACC_OFFSET为加速度器的零点偏移量。

[0024] Kacc＝180*(ACCmax+ACCmin)，其中ACCmax为加速度计的最大值，ACCmin为加速度计的最小。

[0025] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

[0026] 机械结构刚度高、重量轻；能够根据用户需要设定农药喷洒面积，喷药量、喷药时间、喷药区域；喷洒过程中，喷药操作人员不会直接接触农药，避免喷洒过程中农药对人体健康的影响；飞行姿态可实时动态调整，适应不同高度地形的农药喷洒作业，避免对地面原有生态的破坏；实现操作人员对施药状况的实时监控。

附图说明

[0027] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

[0028] 图1为飞行装置机械结构图；

[0029] 图2为系统硬件电路结构框图；

[0030] 图3为MCU最小系统模块电路图；

[0031] 图4为无线通信模块电路图；

[0032] 图5为电源模块电路图；

[0033] 图6为系统软件控制流程图；

[0034] 图7为实际测量倾角曲线与积分补偿后的倾角曲线图；

[0035] 图8为动态积分补偿结构图；

[0036] 图9为喷洒过程控制流程图；

[0037] 图10为不规则农田设定飞行路线规划图；

[0038] 图11为规则农田设定飞行路线规划图；

[0039] 图12为飞行装置转直角弯路线规划图。

[0040] 图中，1.机架，2.电子调速器，3.驱动电机，4.螺旋桨，5.电源模块，6.控制器，7.GPS定位器，8.气压传感器，9.六轴陀螺仪，10.地磁传感器，11.水泵，12.高速离心喷头，
13.密闭容器，14.驱动电路，15.液位传感器，16.无线通信模块。

[0041] 具体实施方法

[0042] 以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

[0043] 如图1、2所示，一种六轴式农药喷雾飞行装置，包括机架1、设置在机架上的控制系统和以机架为中心等角度分布在机架上的六个支撑轴，每个支撑轴的末端连接一个驱动单元；所述控制系统包括控制器6和分别与控制器连接的姿态检测模块、农药喷洒模块以及无线通信模块16。

[0044] 所述驱动单元为整个飞行装置提供飞行动力。所述驱动单元包括与控制器连接的电子调速器2、与电子调速器2连接的驱动电机3以及与驱动电机连接的螺旋桨4。在本发明中，驱动电机为六旋翼高转速无刷直流电机，该电机通过电机固定座固定在各个支撑轴的端点部位，控制器6以及电源模块5固定在机身中间位置的上端。电子调速器固定在轴翼中间位置，以减小振动，增加稳定性。

[0045] 所述控制器完成实时数据处理，并输出控制信号实现飞行姿态的调控。在本发明中，机架1采用25mm碳纤维材料制成，采用碳纤维材料使机身轻便，有利于飞行控制。控制器采用ST公司生产的ARM_COTEX M3控制芯片STM32F103RCT6。

[0046] 所述姿态检测模块根据用户设定飞行姿态，动态监测飞行中的数据，同时根据用户需求实时调整飞行姿态。所述姿态检测模块包括分别与控制器连接的GPS定位器7、气压传感器8、六轴陀螺仪9和地磁传感器10；所述GPS定位器7用于对飞器进行准确定位，并通过无线通信模块16将其参数返回给操作者，所述气压传感器8和地磁传感器10分别实时监控飞行装置的飞行高度和飞行方向，所述六轴陀螺仪用于采集飞行装置的三个方向(俯仰角、横滚角、偏航角)的角速度以及三个方向的角加速度。

[0047] 所述农药喷洒模块根据预先设定的喷药量、喷药高度、喷药区域，执行喷洒作业任务。 所述农药喷洒模块包括喷雾装置、液位传感器15、设置在机架1下方的密闭容器13以及驱动两个水泵的驱动电路14。所述液位传感器设置于密闭容器内并与控制器连接，用于检测密闭容器内的农药量，并将数据传送至用户。所述喷雾装置包括设置于密闭容器内的水泵11、分别设置有位于同一直线上的两个支撑轴上的高速离心喷头12，两个高速离心喷头分别通过导管与水泵连接。该高速离心喷头为超微量高速离心喷头(内有高速离心电机)，能使药物迅速雾化并均匀喷洒，喷雾装置的流量为1500mL/min，雾化喷幅为1.0～1.5m，喷幅范围可调控，雾粒直径为50～200μm，雾滴颗粒大小高于国家标准。

[0048] 所述无线通信模块用于将各个传感器的状态参数传到遥控器，操作人员根据反馈回来的数据，对六轴式农药喷雾飞行装置时进行控制。无线通信模块通过ZigBeeCC2530无线接收到遥控器发出的相关数据，经过SCI通信接口将数据输入到STM32F103微控制器7，经过STM32F103微控制器7的处理，控制六轴式农药喷雾飞行装置稳定的飞行并完成相应的作业。控制器通过SCI通信接口实时将各个传感器的状态参数送达ZigBeeCC2530发射端，通过无线信号将指令传到遥控器，在遥控器上，操作人员可以观察到反馈回来的数据，通过对这些数据的分析实时对六轴式农药喷雾飞行装置进行控制。

[0049] 本发明采用六轴式农药喷雾飞行装置进行农药喷雾作业，喷洒效率高，六轴式农药喷雾飞行装置体积大小约为0.52m3，两个高速离心喷头喷洒面积单幅约为3.0m2，机体直径总长度为1.1m，由于采用了六个高速旋转螺旋桨，每一个螺旋桨直径仅为12英寸，喷雾装置位于螺旋桨下面高度约为0.5m，材料选用25mm碳纤维材料，连接部位使用轻质材料固定螺母，以减轻自身重量，保证机身可靠性，增加六轴式农药喷雾飞行装置载重量。喷雾装置对称固定在在六轴式农药喷雾飞行装置的下方，实施喷洒作业。通过试验证明：在正常飞行作业的条件下，桨叶旋转产生的螺旋扰动风流对喷雾不会造成影响。

[0050] 基于前述的六轴式农药喷雾飞行装置，本发明还提供一种控制飞行装置的方法，包括以下步骤：

[0051] S1.通过遥控器对需要完成的任务进行预先设定，然后控制飞行装置起飞。

[0052] 在六轴式农药喷雾飞行装置工作前，操作人员可从全国地理信息系统数据库中获得该地区的卫星图像，在遥控器的操作界面上在卫星图中划定工作区域，并在工作区域内从农药喷洒起始点至终点依次设点，并设定六轴式农药喷雾飞行装置在各点的飞行高度。如图10所示为形状不规则的农田的设点示范，其中A为农药喷洒起始点。如图11所示为形状规则的农田的设点示范，其中a为农药喷洒起始点。设点完成后，再通过无线通信模块将设定的点的信息依次传递给六轴式农药喷雾飞行装置。当六轴式农药喷雾飞行装置接收到遥控器发出的 飞行计划后，将接收到的飞行计划储存至系统自带的内存中。

[0053] S2.根据用户预先设定的任务，动态监测飞行中的数据，根据用户需要实时调整飞行的姿态。

[0054] S3.当飞行装置到达预先设定的置时，根据预先设定的喷药量、喷药高度、喷药区域，打开高速离心喷头执行喷洒作业任务。

[0055] 六轴式农药喷雾飞行装置上安装有无线通信模块，在六轴式农药喷雾飞行装置与遥控器通讯过程中采用MAVLink通讯协议。当姿态监测模块将所测得的信号进行处理并融合为六轴式农药喷雾飞行装置当前的飞行姿态后，需要向操作人员传达六轴式农药喷雾飞行装置当前飞行姿态时，六轴式农药喷雾飞行装置上的无线通信模块向遥控器发送信息传递请求。当遥控器接受到请求后，与六轴式农药喷雾飞行装置进行握手通讯。六轴式农药喷雾飞行装置上的无线通信模块按照MAVLink通讯协议向遥控器反馈当前六轴式农药喷雾飞行装置的飞行姿态信息，并通过无线遥控器动态显示，使操作人员能够实时监控当前六轴式农药喷雾飞行装置的作业状态。若在飞行过程中，地面操作人员想中断作业并手动控制六轴式农药喷雾飞行装置，可以通过无线遥控器操作。无线遥控器向六轴式农药喷雾飞行装置发送中断作业请求，六轴式农药喷雾飞行装置接收请求后于空中悬停，等待无线遥控器的控制信息。当控制指令发送完成后，六轴式农药喷雾飞行装置再向无线遥控器发送指令已接受的信号，并开始执行接受到的控制指令，完成随后的飞行计划。

[0056] 在六轴式农药喷雾飞行装置的平衡控制中，六轴式农药喷雾飞行装置的姿态主要是由其倾斜角度和倾斜角速度来决定的。六轴式农药喷雾飞行装置的三个方向(俯仰角、横滚角、偏航角)的角速度以及三个方向的角加速度是由六轴陀螺仪检测。六轴式农药喷雾飞行装置在姿态监测模块中采用积分补偿的方法来消除倾斜角速度的积累误差，并得到精确的倾斜角度。通过积分补偿后的倾斜角度能够实现对实际倾斜角度的稳定跟踪，并且无过冲现象，无稳态误差，跟踪曲线光滑，如图7所示。

[0057] 加速度计采集的值ACC_VALUE以及陀螺仪采集的值GYRO_VALUE经过修正以及积分补偿后得到了六轴式农药喷雾飞行装置的飞行角度值FLY_ANGEL：

[0058] FLY_ANGEL＝(GYRO_VALUE-GYRO_OFFSET)*Kgyro+∑DELTA_VALUE*(1/T)[0059] 其中，DELTA_VALUE为加速度计所获得的倾斜角度，GYRO_VALUE为陀螺仪采集的值，GYRO_OFFSET为陀螺仪的零点偏移量，Kgyo为陀螺仪的比例值，ΣDELTA_VALUE为ACC_VALUE的和，T为积分时间常数，本发明中取值3秒。经过修正以及积分补偿后的倾斜角度之差：

[0060] DELTA_VALUE＝(ACC_VALUE-ACC_OFFSET)*Kacc-FLY_ANGEL

[0061] ACC_VALUE为加速度计采集的值，Kacc为加速度计的比例值，ACC_OFFSET为加速度器的零点偏移量。

[0062] Kacc＝180*(ACCmax+ACCmin)，其中ACCmax为加速度计的最大值，ACCmin为加速度计的最小。

[0063] 本发明中所述的六轴式农药喷雾飞行装置从起飞到完成喷洒作业的过程为：

[0064] 确定起飞零点。六轴式农药喷雾飞行装置默认其开机后所处的位置为起飞零点。在六轴式农药喷雾飞行装置开机后，GPS定位器开始搜索作业区域上空的卫星，并接收卫星发出的关于飞装置所在点的信息，确定自身所在位置。气压传感器以六轴式农药喷雾飞行装置开机时所在点的气压为准，结合GPS定位器返回的海拔高度信息，确定起飞零点相对于农药喷洒起始点的相对高度。在确定起飞零点和相对于农药喷洒起始点的高度后，操作者通过无线遥控器向六轴式农药喷雾飞行装置发出起飞命令。六轴式农药喷雾飞行装置在接收到命令后在起飞零点垂直于地面起飞，并飞行至预先设定好的农药喷洒高度后保持悬停状态。

[0065] 寻点及飞行至设定的农药喷洒起始点。在六轴式农药喷雾飞行装置悬停时，GPS定位器与气压传感器实时采集当前六轴式农药喷雾飞行装置所在的位置信息。飞行装置将采集到的位置信息处理以后，与先前设定的飞行计划中的起飞零点的位置信息与高度信息进行对比，得出当前的位置偏差与高度偏差，并使六轴式农药喷雾飞行装置直线趋近于飞行计划设定的农药喷洒起始点坐标。如果六轴式农药喷雾飞行装置所在坐标值与预先设定的农药喷洒的起始点坐标之间的偏差在允许范围，即认为六轴式农药喷雾飞行装置已到达起始点的位置。通过此方法实时控制，使得六轴式农药喷雾飞行装置依次完成作业前设定的飞行计划。

[0066] 在形状规则的农田喷洒区域内，六轴式农药喷雾飞行装置的飞行路线如图11所示。六轴式农药喷雾飞行装置在到达一个设定点时，GPS定位器与气压传感器实时采集当前六轴式农药喷雾飞行装置所在的位置信息。飞行装置将采集到的位置信息处理以后，与先前存储的设定的下一个点的位置信息与高度信息进行对比，得出当前的位置偏差与高度偏差，并使六轴式农药喷雾飞行装置直线趋近于飞行计划设定的下一个点坐标。当六轴式农药喷雾飞行装置所在坐标值(下一个设定点)与预先设定的当前时刻坐标这偏差小于允许范围，即认为六轴式农药喷雾飞行装置已到达起下一个设定点。通过此方法实时控制，使得六轴式农药喷雾飞行装置可以依次完成作业前设定的飞行计划。

[0067] 在形状不规则的农田喷洒区域内，采用人工遥控调整与六轴式农药喷雾飞行装置自动飞行相结合的形式进行半自动农药喷洒。如图10所示为不规则形状的喷洒区域。六轴式农药喷 雾飞行装置从起飞零点直线飞行至农药喷洒起始点A后，六轴式农药喷雾飞行装置开始喷洒。在A、B两点间六轴式农药喷雾飞行装置仍采取直线飞行。在遇到路线角度变换较大时，采取人工遥控操作的方式进行喷洒，即操作者可通过操作遥控器上的操作手柄让六轴式农药喷雾飞行装置沿实际路线飞行，如图B-C段中箭头所示路径。同时操作者可通过遥控器上的功能按键来控制六轴式农药喷雾飞行装置上两个超微量高速离心喷头的开关，从而实现六轴式农药喷雾飞行装置单幅喷洒或双幅喷洒。

[0068] 在六轴式农药喷雾飞行装置飞行过程中，存在转弯的处理，如图12所示。直角弯采用以下处理方法：六轴式农药喷雾飞行装置从A点按直线飞到B点。通过GPS定位器检测到六轴式农药喷雾飞行装置已飞至B点时，六轴式农药喷雾飞行装置停在B进行姿态校正，使得六轴式农药喷雾飞行装置的机身位置相对于前进方向保持一致，当调整好姿态后，六轴式农药喷雾飞行装置继续从B点向C点飞行，并完成喷洒任务。非直角弯的处理与直角弯的处理类似。

[0069] 飞行期间，六轴式农药喷雾飞行装置在两点之间采用直线路径飞行。为保证六轴式农药喷雾飞行装置在两点之间能够保持直线飞行且不偏移，本发明结合GPS定位器、气压传感器以及地磁传感器，采用了动态PD算法。在六轴式农药喷雾飞行装置飞行过程中，六轴式农药喷雾飞行装置通过地磁传感器实时监测其飞行方向，一旦有偏差，六轴式农药喷雾飞行装置就将这个偏差进行处理。这里采用动态PD算法，如图7所示。该算法能使六轴式农药喷雾飞行装置具有更好的动态性能和鲁棒性能，并能够保证六轴式农药喷雾飞行装置能够沿着指定路线飞行，同时能够满足喷洒要求，适应不同的工作环境(无风环境或者有风环境)。以下为动态PD算法：

[0070] U(k)＝U(k-1)+Kp*e(k)+Kd*(e(k)-e(k-1))，Kp＝k*(e(k)-e(k-1))^2，e(k)＝f(k)-f(k-1)，公式中k为比例常数，Kp为动态值，Kd为静态值，Kp为动态值，U(k)为电机的控制量，e(k)为地磁传感器上次采集值与现在采集值得偏差，f(k)为地磁传感器的采集值。

[0071] 经过上述公式的融合得到合理的U(k)值，并将其补偿到电器输出值上面，完成对电机的控制，最终实现六轴式农药喷雾飞行装置按直线飞行。

[0072] 本发明的六轴式农药喷雾飞行装置的优点在于：

[0073] 机械结构刚度高、重量轻；能够根据用户需要设定农药喷洒面积，喷药量、喷药时间、喷药区域；喷洒过程中，喷药操作人员不会直接接触农药，避免喷洒过程中农药对人体健康的影响；飞行姿态可实时动态调整，适应不同高度地形的农药喷洒作业，避免对地面原有生 态的破坏；实现操作人员对施药状况的实时监控。

[0074] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。