一种集群无人机抛秧方法

摘要

本发明公开了一种集群无人机抛秧方法，包括如下步骤：S101、构建单架无人机抛秧挂载装置；所述单架无人机抛秧挂载装置是一个上开口的三层箱体，包括上中下层抛秧箱底板、上中下层抛秧箱底板旋转轴、上中下层箱无线控制器、上中下层箱电磁锁；S102、多机协同抛秧路径规划及实施；包括构建二维平面坐标系，将稻田映射到二维平面中，进行路径规划，执行集群无人机横纵向抛秧作业算法；S103、集群无人机抛秧补种实施；包括统计抛秧补种范围，实施抛秧补种作业；通过上述步骤的执行和实施，实现了集群无人机抛秧效果。

权利要求

1.一种集群无人机抛秧方法，其特征在于，包括如下步骤：S101、构建单架无人机抛秧挂载装置；所述单架无人机抛秧挂载装置是一个上开口的三层箱体，包括上层抛秧箱底板、上层抛秧箱底板旋转轴、上层箱无线控制器、上层箱电磁锁；上层抛秧箱底板可绕上层抛秧箱底板旋转轴上下自由旋转；上层箱无线控制器可接收来自遥控器的命令，打开或关闭上层箱电磁锁；上层箱电磁锁安装在上层箱的箱体上，锁扣安装在上层抛秧箱底板上；当上层箱电磁锁关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定上层抛秧箱底板不移动的效果；当上层箱电磁锁打开时，锁舌收回，上层抛秧箱底板会因重力作用绕上层抛秧箱底板旋转轴向下旋转直至碰到障碍停止；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括中层抛秧箱底板、中层抛秧箱底板旋转轴、中层箱无线控制器、中层箱电磁锁；中层抛秧箱底板可绕中层抛秧箱底板旋转轴上下自由旋转；中层箱无线控制器可接收来自遥控器的命令，打开或关闭中层箱电磁锁；中层箱电磁锁安装在中层箱的箱体上，锁扣安装在中层抛秧箱底板上，当中层箱电磁锁关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定中层抛秧箱底板不移动的效果；当中层箱电磁锁打开时，锁舌收回，中层抛秧箱底板会因重力作用绕中层抛秧箱底板旋转轴向下旋转直至碰到障碍停止；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括下层抛秧箱底板、下层抛秧箱底板旋转轴、下层箱无线控制器、下层箱电磁锁；下层抛秧箱底板可绕下层抛秧箱底板旋转轴上下自由旋转；下层箱无线控制器可接收来自遥控器的命令，打开或关闭下层箱电磁锁；下层箱电磁锁安装在下层箱的箱体上，锁扣安装在下层抛秧箱底板上，当下层箱电磁锁关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定下层抛秧箱底板不移动的效果；当下层箱电磁锁打开时，锁舌收回，下层抛秧箱底板会因重力作用绕下层抛秧箱底板旋转轴向下旋转直至碰到障碍停止；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括右伸缩板，右伸缩板的长度可调节，以适应不同的挂载长度需求；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括右挂载板，可挂载到无人机的机架上；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括左伸缩板，左伸缩板的长度可调节，以适应不同的挂载长度需求；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括左挂载板，可挂载到无人机的机架上；所述右伸缩板的左边沿与单架无人机抛秧挂载装置上层箱相连；所述右伸缩板的右边沿与单架无人机抛秧挂载装置的右挂载板相连；所述左伸缩板的右边沿与单架无人机抛秧挂载装置的上层箱相连；所述左伸缩板的左边沿与单架无人机抛秧挂载装置的左挂载板相连；

S102、多机协同抛秧路径规划及实施；第一步，构建二维平面坐标系，将稻田映射到二维平面中；稻田平面中的点均具有唯一的二维坐标 ，坐标中 和 的步长均为；稻田范围 ；第二步，路径规划；规定在一个平面上无人机间的最短作业距离为 ，无人机投影为一个直径为 的圆形，且 小于 ；单架无人机抛秧挂载装置的下层抛秧箱底板长为 ，宽为 ，面积为 ，且 和均小于等于 ；定义稻田形状为长方形,长为   ,宽为 ；无人机集群由 架无人机组成；假设 等于 ，若 等于 ，则无人机集群横向作业次数为 ，其中 次为 架无人机同时作业，一次为架无人机同时作业；假设 等于 ，若 等于 ，则无人机集群纵向作业次数为 ，其中 次集群无人机执行三层秧苗抛撒算法；若 为1，则一次为集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则一次为集群无人机执行二层秧苗抛撒算法；第三步，实施集群无人机横纵向抛秧作业，执行集群无人机横纵向抛秧作业算法；

所述三层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开下层箱电磁锁，使下层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下层箱中的秧苗被全部抛出；第四步，无人机再一次接收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第五步，通过遥控器打开中层箱电磁锁，使中层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置中层箱中的秧苗被全部抛出；第六步，无人机再一次接收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第七步，通过遥控器打开上层箱电磁锁，使上层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置上层箱中的秧苗被全部抛出；第八步，无人机返回，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；

所述二层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开下层箱电磁锁，使下层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下层箱中的秧苗被全部抛出；第四步，无人机再一次接收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第五步，通过遥控器打开中层箱电磁锁，使中层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置中层箱中的秧苗被全部抛出；第六步，无人机返回，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；

所述一层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开下层箱电磁锁，使下层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下层箱中的秧苗被全部抛出；第四步，无人机返回，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；

所述集群无人机横纵向抛秧作业算法为：第一步，给 架无人机进行秧苗装载；令变量从1到 ；令变量 从1到 ；假设变量 当前为 ；变量 当前为 ；第二步，若 不等于 ，且 不等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为， ，其中 ；

无人机在上述坐标处执行三层秧苗抛撒算法，单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向架无人机发送位置变动指令 ， ，其中 ；第三步，若 等于，且 不等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为， ，其中 ；无人机

在上述坐标处执行三层秧苗抛撒算法，单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架无人机发送位置变动指令 ， ，其中 ；第四步，若 等于 ，且 等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为 ，，其中 ；若 为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若为2，则集群无人机执行二层秧苗抛撒算法；单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架无人机发送位置变动指令 ， ，其中 ；第五步，若 不等于 ，且 等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为， ，其中 ；若

为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则集群无人机执行二层秧苗抛撒算法；单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架无人机发送位置变动指令 ，，其中 ；

S103、集群无人机抛秧补种实施；第一步，统计抛秧补种范围；在S102中，无人机集群作业时，无人机间保留了最小安全距离 ，稻田宽为 ；故存在一定数量的纵向条块稻田未抛秧；假设在S102中无人机集群横向作业次数为 ，纵向作业次数为 ，其中 次集群无人机执行三层秧苗抛撒算法，一次为集群无人机执行一层秧苗抛撒算法或二层秧苗抛撒算法，则存在 条长 宽 的稻田未抛秧；第二步，实施补种；假设无人机集群由 架飞机组成；且 大于等于 ，则由 架无人机横向排成一排，面对 条长 宽 的稻田进行同时抛秧作业，在纵向作业次数不为 时，无人机执行三层秧苗抛撒算法；在纵向作业次数为 时，若 为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则集群无人机执行二层秧苗抛撒算法。

2.根据权利要求1所述的一种集群无人机抛秧方法，其特征在于，单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载步骤为：第一步，将水稻秧苗从秧盘中拿出，若多棵秧苗根部被土块连接在一起，则将多棵秧苗进行分离；第二步，将单架无人机抛秧挂载装置从无人机上取下，箱体开口向上放置平稳；通过遥控器关闭下层箱电磁锁，使下层抛秧箱底板不移动；打开中层箱电磁锁，打开上层箱电磁锁；第三步，翻开上层抛秧箱底板，翻开中层抛秧箱底板，将秧苗有序放置在下层抛秧箱底板上，直至铺满下层抛秧箱底板；第四步，通过遥控器关闭中层箱电磁锁，使中层抛秧箱底板不移动；翻开上层抛秧箱底板，将秧苗有序放置在中层抛秧箱底板上，直至铺满中层抛秧箱底板；第五步，通过遥控器关闭上层箱电磁锁，使上层抛秧箱底板不移动；将秧苗有序放置在上层抛秧箱底板上，直至铺满上层抛秧箱底板；第六步，调节单架无人机抛秧挂载装置中的左伸缩板使左挂载板挂载到无人机的一个机架上；调节单架无人机抛秧挂载装置中的右伸缩板使右挂载板挂载到无人机的一个机架上。

说明书

一种集群无人机抛秧方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无人机应用领域，特别涉及基于集群无人机的水稻抛秧方法研究。

背景技术

[0002] 粮食生产关系国计民生，水稻是粮食的重要种类之一，种植面积占有一定比例，水稻种植对于保障粮食安全具有举足轻重的作用；水稻种植模式的改善有利于提高水稻种植
效率，降低劳动强度，缩短水稻秧苗返青时间；当前，水稻种植模式种类较多，可包括手插
秧、直播、抛秧、机插秧和再生稻；随着农村土地流转工作的推进，以及农村生产作业合作社
的发展，水稻种植田地被逐步流转到一起，水稻生产联合作业规模不断扩大，水稻种植大户
和合作种植经济体陆续出现；在上述背景下，传统的以手工插秧为主的水稻种植技术已经
不能较好的适应种植作业需求，对于水稻节本省工高效的种植方式具有一定社会需求；无
人机在农业生产中的应用不断丰富，在提高农业生产作业效率上起到了积极作用，如何利
用集群无人机实现水稻抛秧成为一项研究课题。

[0003] 当前，面向水稻抛秧的专利研究较为丰富，如2016年8月申请的题为“一种全自动水稻抛秧装置”的发明专利，构造了一组秧斗焊接在支架的中部，输送板由四个支脚支撑，
每个支脚的下端连接一个车轮，通过此装置可实现秧苗全自动抛秧作业，提高了水稻秧苗
栽种效率；还如2015年9月申请的题为“一种农用无人机抛秧装置”的实用新型专利，集成了
秧苗箱、竖支撑杆、秧苗放置架、螺母、丝杠、电机，构造了可挂载到无人机上进行抛秧的装
置；还如2020年5月公开的题为“一种水稻抛秧无人机”的发明专利，利用传送带将秧苗存储
装置中的秧苗运输至抛秧口，进而通过自由落体的形式抛撒秧苗；此模式可减小对秧苗的
损伤，且抛秧准确、均匀，适合小面积抛秧和补种。

发明内容

[0004] 鉴于上述背景信息，本发明旨在提供一种集群无人机抛秧方法，解决了利用集群无人机进行水稻秧苗抛撒种植问题；为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

[0005] 一种集群无人机抛秧方法，包括如下步骤：

[0006] S101、构建单架无人机抛秧挂载装置；所述单架无人机抛秧挂载装置是一个上开口的三层箱体，包括上层抛秧箱底板、上层抛秧箱底板旋转轴、上层箱无线控制器、上层箱
电磁锁；上层抛秧箱底板可绕上层抛秧箱底板旋转轴上下自由旋转；上层箱无线控制器可
接收来自遥控器的命令，打开或关闭上层箱电磁锁；上层箱电磁锁安装在上层箱的箱体上，
锁扣安装在上层抛秧箱底板上；当上层箱电磁锁关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定
上层抛秧箱底板不移动的效果；当上层箱电磁锁打开时，锁舌收回，上层抛秧箱底板会因重
力作用绕上层抛秧箱底板旋转轴向下旋转直至碰到障碍停止；所述单架无人机抛秧挂载装
置还包括中层抛秧箱底板、中层抛秧箱底板旋转轴、中层箱无线控制器、中层箱电磁锁；中
层抛秧箱底板可绕中层抛秧箱底板旋转轴上下自由旋转；中层箱无线控制器可接收来自遥
控器的命令，打开或关闭中层箱电磁锁；中层箱电磁锁安装在中层箱的箱体上，锁扣安装在
中层抛秧箱底板上，当中层箱电磁锁关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定中层抛秧箱
底板不移动的效果；当中层箱电磁锁打开时，锁舌收回，中层抛秧箱底板会因重力作用绕中
层抛秧箱底板旋转轴向下旋转直至碰到障碍停止；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括下
层抛秧箱底板、下层抛秧箱底板旋转轴、下层箱无线控制器、下层箱电磁锁；下层抛秧箱底
板可绕下层抛秧箱底板旋转轴上下自由旋转；下层箱无线控制器可接收来自遥控器的命
令，打开或关闭下层箱电磁锁；下层箱电磁锁安装在下层箱的箱体上，锁扣安装在下层抛秧
箱底板上，当下层箱电磁锁关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定下层抛秧箱底板不移
动的效果；当下层箱电磁锁打开时，锁舌收回，下层抛秧箱底板会因重力作用绕下层抛秧箱
底板旋转轴向下旋转直至碰到障碍停止；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括右伸缩板，
右伸缩板的长度可调节，以适应不同的挂载长度需求；所述单架无人机抛秧挂载装置还包
括右挂载板，可挂载到无人机的机架上；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括左伸缩板，左
伸缩板的长度可调节，以适应不同的挂载长度需求；所述单架无人机抛秧挂载装置还包括
左挂载板，可挂载到无人机的机架上；所述右伸缩板的左边沿与单架无人机抛秧挂载装置
上层箱相连；所述右伸缩板的右边沿与单架无人机抛秧挂载装置的右挂载板相连；所述左
伸缩板的右边沿与单架无人机抛秧挂载装置的上层箱相连；所述左伸缩板的左边沿与单架
无人机抛秧挂载装置的左挂载板相连。

[0007] 所述单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载步骤为：第一步，将水稻秧苗从秧盘中拿出，若多棵秧苗根部被土块连接在一起，则将多棵秧苗进行分离；第二步，将单架无人机
抛秧挂载装置从无人机上取下，箱体开口向上放置平稳；通过遥控器关闭下层箱电磁锁，使
下层抛秧箱底板不移动；打开中层箱电磁锁，打开上层箱电磁锁；第三步，翻开上层抛秧箱
底板，翻开中层抛秧箱底板，将秧苗有序放置在下层抛秧箱底板上，直至铺满下层抛秧箱底
板；第四步，通过遥控器关闭中层箱电磁锁，使中层抛秧箱底板不移动；翻开上层抛秧箱底
板，将秧苗有序放置在中层抛秧箱底板上，直至铺满中层抛秧箱底板；第五步，通过遥控器
关闭上层箱电磁锁，使上层抛秧箱底板不移动；将秧苗有序放置在上层抛秧箱底板上，直至
铺满上层抛秧箱底板；第六步，调节单架无人机抛秧挂载装置中的左伸缩板使左挂载板挂
载到无人机的一个机架上；调节单架无人机抛秧挂载装置中的右伸缩板使右挂载板挂载到
无人机的一个机架上。

[0008] 所述三层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开
下层箱电磁锁，使下层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下层箱中
的秧苗被全部抛出；第四步，无人机再一次接收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点上空
2.5米至3米处时悬停；第五步，通过遥控器打开中层箱电磁锁，使中层抛秧箱底板向下完全
打开；所述单架无人机抛秧挂载装置中层箱中的秧苗被全部抛出；第六步，无人机再一次接
收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第七步，通过遥控器打开
上层箱电磁锁，使上层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置上层箱中
的秧苗被全部抛出；第八步，无人机返回，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载。

[0009] 所述两层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开
下层箱电磁锁，使下层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下层箱中
的秧苗被全部抛出；第四步，无人机再一次接收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点上空
2.5米至3米处时悬停；第五步，通过遥控器打开中层箱电磁锁，使中层抛秧箱底板向下完全
打开；所述单架无人机抛秧挂载装置中层箱中的秧苗被全部抛出；第六步，无人机返回，进
行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载。

[0010] 所述一层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开
下层箱电磁锁，使下层抛秧箱底板向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下层箱中
的秧苗被全部抛出；第四步，无人机返回，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载。

[0011] S102、多机协同抛秧路径规划及实施；第一步，构建二维平面坐标系，将稻田映射到二维平面中；稻田平面中的点均具有唯一的二维坐标 ，坐标中 和 的步长
均为 ；稻田范围 ；第二步，路径规划；规
定在一个平面上无人机间的最短作业距离为 ，无人机投影为一个直径为 的圆形，且
小于 ；单架无人机抛秧挂载装置的下层抛秧箱底板长为 ，宽为 ，面积为 ，且 和
均小于等于 ；定义稻田形状为长方形,长为 ,宽为 ；无人
机集群由 架无人机组成；假设 等于 ，若 等于
，则无人机集群横向作业次数为 ，其中 次为 架无人机同时作业，一次为 架无
人机同时作业；假设 等于 ，若 等于 ，则无人机集群纵向作业次
数为 ，其中 次集群无人机执行三层秧苗抛撒算法；若 为1，则一次为集群无人机
执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则一次为集群无人机执行二层秧苗抛撒算法；第三步，实
施集群无人机横纵向抛秧作业，执行集群无人机横纵向抛秧作业算法。

[0012] 所述集群无人机横纵向抛秧作业算法为：第一步，给 架无人机进行秧苗装载；令变量 从1到 ；令变量 从1到 ；假设变量 当前为 ；变量 当前为 ；第二
步，若 z不等于 ，且 不等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为
， ，其中 ；
无人机在上述坐标处执行三层秧苗抛撒算法，单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向
架无人机发送位置变动指令 ， ，其中 ；第三步，若 等
于 ，且 不等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为
， ，其中 ；无人机
在上述坐标处执行三层秧苗抛撒算法，单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架无人
机发送位置变动指令 ， ，其中 ；第四步，若 等于 ，
且 等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为 ，
，其中 ；若 为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若
为2，则集群无人机执行二层秧苗抛撒算法；单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架
无人机发送位置变动指令 ，

[0013] ，其中 ；第五步，若 不等于 ，且 等于 ，则架无人机抛秧的坐标位置为 ，
，其中 ；若 为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则集群
无人机执行二层秧苗抛撒算法；单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架无人机发送
位置变动指令 ， ，其中 。

[0014] S103、集群无人机抛秧补种实施；第一步，统计抛秧补种范围；在S102中，无人机集群作业时，无人机间保留了最小安全距离 ，稻田宽为 ；故存在一定数量的纵向条块稻
田未抛秧；假设在S102中无人机集群横向作业次数为 ，纵向作业次数为 ，其中
次集群无人机执行三层秧苗抛撒算法，一次为集群无人机执行一层秧苗抛撒算法或二层秧
苗抛撒算法，则存在 条长 宽 的稻田未抛秧；第二步，实施补种；假设无人机集群由
架飞机组成；且 大于等于 ，则由 架无人机横向排成一排，面对 条长 宽 的稻田
进行同时抛秧作业，在纵向作业次数不为 时，无人机执行三层秧苗抛撒算法；在纵向
作业次数为 时，若 为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则集群无
人机执行二层秧苗抛撒算法。

附图说明

[0015] 图1为本发明所述的一种集群无人机抛秧方法的步骤图。

[0016] 图2为所述的单架无人机抛秧挂载装置的结构图。

具体实施方式

[0017] 下面将结合本发明附图，对本发明的具体实施方式进行描述；一种集群无人机抛秧方法，包括如下步骤：

[0018] S101、构建单架无人机抛秧挂载装置；由图2所示，所述单架无人机抛秧挂载装置是一个上开口的三层箱体，101为上层抛秧箱底板，112为上层抛秧箱底板旋转轴，104为上
层箱无线控制器，105为上层箱电磁锁；上层抛秧箱底板101可绕上层抛秧箱底板旋转轴112
上下自由旋转；上层箱无线控制器104可接收来自遥控器的命令，打开或关闭上层箱电磁锁
105；上层箱电磁锁105安装在上层箱的箱体上，锁扣安装在上层抛秧箱底板101上；当上层
箱电磁锁105关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定上层抛秧箱底板101不移动的效果；
当上层箱电磁锁105打开时，锁舌收回，上层抛秧箱底板101会因重力作用绕上层抛秧箱底
板旋转轴112向下旋转直至碰到障碍停止；115为中层抛秧箱底板，113为中层抛秧箱底板旋
转轴，106为中层箱无线控制器，107为中层箱电磁锁；中层抛秧箱底板115可绕中层抛秧箱
底板旋转轴113上下自由旋转；中层箱无线控制器106可接收来自遥控器的命令，打开或关
闭中层箱电磁锁107；中层箱电磁锁107安装在中层箱的箱体上，锁扣安装在中层抛秧箱底
板115上，当中层箱电磁锁107关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定中层抛秧箱底板
115不移动的效果；当中层箱电磁锁107打开时，锁舌收回，中层抛秧箱底板115会因重力作
用绕中层抛秧箱底板旋转轴113向下旋转直至碰到障碍停止；116为下层抛秧箱底板，114为
下层抛秧箱底板旋转轴，108为下层箱无线控制器，109为下层箱电磁锁；下层抛秧箱底板
116可绕下层抛秧箱底板旋转轴114上下自由旋转；下层箱无线控制器108可接收来自遥控
器的命令，打开或关闭下层箱电磁锁109；下层箱电磁锁109安装在下层箱的箱体上，锁扣安
装在下层抛秧箱底板116上，当下层箱电磁锁109关闭时，吐出的锁舌可挂住锁扣，达到固定
下层抛秧箱底板116不移动的效果；当下层箱电磁锁109打开时，锁舌收回，下层抛秧箱底板
116会因重力作用绕下层抛秧箱底板旋转轴114向下旋转直至碰到障碍停止；102为右伸缩
板，右伸缩板102的长度可调节，以适应不同的挂载长度需求；103为右挂载板，可挂载到无
人机的机架上；110为左伸缩板，左伸缩板101的长度可调节，以适应不同的挂载长度需求；
111为左挂载板，可挂载到无人机的机架上；所述右伸缩板102的左边沿与单架无人机抛秧
挂载装置上层箱相连；所述右伸缩板102的右边沿与单架无人机抛秧挂载装置的右挂载板
103相连；所述左伸缩板110的右边沿与单架无人机抛秧挂载装置的上层箱相连；所述左伸
缩板110的左边沿与单架无人机抛秧挂载装置的左挂载板111相连。

[0019] 所述单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载步骤为：第一步，将水稻秧苗从秧盘中拿出，若多棵秧苗根部被土块连接在一起，则将多棵秧苗进行分离；第二步，将单架无人机
抛秧挂载装置从无人机上取下，箱体开口向上放置平稳；通过遥控器关闭下层箱电磁锁
109，使下层抛秧箱底板116不移动；打开中层箱电磁锁107，打开上层箱电磁锁105；第三步，
翻开上层抛秧箱底板101，翻开中层抛秧箱底板115，将秧苗有序放置在下层抛秧箱底板116
上，直至铺满下层抛秧箱底板116；第四步，通过遥控器关闭中层箱电磁锁107，使中层抛秧
箱底板115不移动；翻开上层抛秧箱底板101，将秧苗有序放置在中层抛秧箱底板115上，直
至铺满中层抛秧箱底板115；第五步，通过遥控器关闭上层箱电磁锁105，使上层抛秧箱底板
101不移动；将秧苗有序放置在上层抛秧箱底板101上，直至铺满上层抛秧箱底板101；第六
步，调节单架无人机抛秧挂载装置中的左伸缩板101使左挂载板111挂载到无人机的一个机
架上；调节单架无人机抛秧挂载装置中的右伸缩板102使右挂载板103挂载到无人机的一个
机架上。

[0020] 所述三层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开
下层箱电磁锁109，使下层抛秧箱底板116向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下
层箱中的秧苗被全部抛出；第四步，无人机再一次接收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点
上空2.5米至3米处时悬停；第五步，通过遥控器打开中层箱电磁锁107，使中层抛秧箱底板
115向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置中层箱中的秧苗被全部抛出；第六步，无
人机再一次接收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第七步，通
过遥控器打开上层箱电磁锁105，使上层抛秧箱底板101向下完全打开；所述单架无人机抛
秧挂载装置上层箱中的秧苗被全部抛出；第八步，无人机返回，进行单架无人机抛秧挂载装
置的秧苗装载。

[0021] 所述二层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开
下层箱电磁锁109，使下层抛秧箱底板116向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下
层箱中的秧苗被全部抛出；第四步，无人机再一次接收遥控器指令，移动到下一个抛秧地点
上空2.5米至3米处时悬停；第五步，通过遥控器打开中层箱电磁锁107，使中层抛秧箱底板
115向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置中层箱中的秧苗被全部抛出；第六步，无
人机返回，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载。

[0022] 所述一层秧苗抛撒算法为：第一步，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装载；第二步，无人机起飞，飞到预定抛秧地点上空2.5米至3米处时悬停；第三步，通过遥控器，打开
下层箱电磁锁109，使下层抛秧箱底板116向下完全打开；所述单架无人机抛秧挂载装置下
层箱中的秧苗被全部抛出；第四步，无人机返回，进行单架无人机抛秧挂载装置的秧苗装
载。

[0023] S102、多机协同抛秧路径规划及实施；第一步，构建二维平面坐标系，将稻田映射到二维平面中；稻田平面中的点均具有唯一的二维坐标 ，坐标中 和 的步长
均为 ；稻田范围 ；第二步，路径规
划；规定在一个平面上无人机间的最短作业距离为 ，无人机投影为一个直径为 的圆形，
且 小于 ；单架无人机抛秧挂载装置的下层抛秧箱底板长为 ，宽为 ，面积为R，且
和 均小于等于 ；定义稻田形状为长方形,长为 ,宽为 ；无
人机集群由 架无人机组成；假设 等于 ，若
等于 ，则无人机集群横向作业次数为t+1，其中 次为 架无
人机同时作业，一次为 架无人机同时作业；假设 等于 ，若 等于
，则无人机集群纵向作业次数为 ，其中 次集群无人机执行三层秧苗抛撒算法；若
为1，则一次为集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则一次为集群无人机执行
二层秧苗抛撒算法；第三步，实施集群无人机横纵向抛秧作业，执行集群无人机横纵向抛秧
作业算法。

[0024] 所述集群无人机横纵向抛秧作业算法为：第一步，给 架无人机进行秧苗装载；令变量 从1到 ；令变量 从1到 ；假设变量 当前为 ；变量 当前为 ；第
二步，若 不等于 ，且 不等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为
， ，其中 ；
无人机在上述坐标处执行三层秧苗抛撒算法，单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向
架无人机发送位置变动指令 ， ，其中 ；第三步，若 等
于 ，且 不等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为
， ，其中 ；无人机在上
述坐标处执行三层秧苗抛撒算法，单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架无人机发
送位置变动指令 ， ，其中 ；第四步，若 等于 ，且
等于 ，则 架无人机抛秧的坐标位置为
， ，其中 ；若
为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则集群无人机执行二层秧苗抛撒算
法；单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架无人机发送位置变动指令 ，
，其中 ；第五步，若 不等于 ，且 等于i +1，则
架无人机抛秧的坐标位置为 ， ，
其中 ；若 为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则集群无
人机执行二层秧苗抛撒算法；单层秧苗抛撒完毕后，用户通过遥控器向 架无人机发送位
置变动指令 ， ，其中 。

[0025] S103、集群无人机抛秧补种实施；第一步，统计抛秧补种范围；在S102中，无人机集群作业时，无人机间保留了最小安全距离 ，稻田宽为 ；故存在一定数量的纵向条块稻
田未抛秧；假设在S102中无人机集群横向作业次数为 ，纵向作业次数为 ，其中
次集群无人机执行三层秧苗抛撒算法，一次为集群无人机执行一层秧苗抛撒算法或二层秧
苗抛撒算法，则存在 条长 宽 的稻田未抛秧；第二步，实施补种；假设无人机集群由
架飞机组成；且 大于等于 ，则由t架无人机横向排成一排，面对 条长 宽 的稻
田进行同时抛秧作业，在纵向作业次数不为 时，无人机执行三层秧苗抛撒算法；在纵
向作业次数为 时，若 为1，则集群无人机执行一层秧苗抛撒算法；若 为2，则集群
无人机执行二层秧苗抛撒算法。

[0026] 显而易见，上述实施方式仅仅为本发明的其中一个示范例，任何在本发明所提供结构或原理上的简单改进均属于本发明的保护范围。