本發(fā)明涉及無(wú)人直升機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)人直升機(jī)作業(yè)管理裝置。

背景技術(shù)：
隨著農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，越來(lái)越多的機(jī)械化設(shè)施被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)中。以飛機(jī)噴灑為例，使用有人飛機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的應(yīng)用歷史了，但是這一技術(shù)有著天然的安全性缺陷。使用飛機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑，意味著飛行員必須進(jìn)行低空飛行，然而長(zhǎng)時(shí)間低空飛行對(duì)飛行員的人身安全有著巨大的威脅，飛機(jī)飛行速度快，一旦出現(xiàn)些許意外，很可能導(dǎo)致飛機(jī)墜毀，人員傷亡。另外，在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀中，由于許多耕地的經(jīng)營(yíng)者并沒(méi)有面積非常大的耕地，使用有人飛機(jī)成本費(fèi)用太高，各個(gè)地方也沒(méi)有大量可供有人飛機(jī)使用的跑道。無(wú)人直升機(jī)可以非常好地規(guī)避上述缺點(diǎn)。相比于人工噴灑農(nóng)藥，無(wú)人直升機(jī)不但作業(yè)的速度快，噴灑均勻，還能避免農(nóng)藥對(duì)傳統(tǒng)作業(yè)人員的毒害，并大大減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。相對(duì)于有人飛機(jī)噴灑來(lái)說(shuō)，無(wú)人直升機(jī)噴灑農(nóng)藥不會(huì)涉及飛行員人身安全問(wèn)題，也不會(huì)受到起飛條件的限制。目前，無(wú)人直升機(jī)噴灑作業(yè)，通常是由專(zhuān)業(yè)的噴灑服務(wù)商為耕地經(jīng)營(yíng)者提供噴灑服務(wù)，服務(wù)商向經(jīng)營(yíng)者收取一定的費(fèi)用。然而無(wú)人直升機(jī)的作業(yè)路線(xiàn)通常由操控員在地面通過(guò)遙控裝置進(jìn)行指揮，然而由于光線(xiàn)、天氣等原因，操控員的視覺(jué)會(huì)產(chǎn)生誤差，難以避免地會(huì)造成無(wú)人直升機(jī)的實(shí)際飛行路線(xiàn)偏離預(yù)定飛行路線(xiàn)的狀況，導(dǎo)致部分耕地未能?chē)姙⒌睫r(nóng)藥，服務(wù)商和耕地經(jīng)營(yíng)者是沒(méi)有辦法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)飛行噴灑服務(wù)質(zhì)量的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供一種無(wú)人直升機(jī)作業(yè)管理裝置，應(yīng)用在無(wú)人機(jī)的地面控制系統(tǒng)上，所述裝置包括：初始設(shè)置模塊，用于根據(jù)操控員在無(wú)人直升機(jī)作業(yè)前輸入的坐標(biāo)參數(shù)生成所述無(wú)人直升機(jī)計(jì)劃作業(yè)區(qū)域；數(shù)據(jù)交互模塊，用于接收無(wú)人直升機(jī)的飛行數(shù)據(jù)，根據(jù)所述飛行數(shù)據(jù)在無(wú)人直升機(jī)預(yù)定的作業(yè)區(qū)域中確定所述無(wú)人直升機(jī)的作業(yè)路線(xiàn)；作業(yè)顯示模塊，用于根據(jù)無(wú)人直升機(jī)預(yù)定的作業(yè)寬度以及作業(yè)線(xiàn)路計(jì)算并確定所述無(wú)人直升機(jī)作業(yè)路線(xiàn)覆蓋的已作業(yè)區(qū)域；對(duì)比顯示模塊，用于將所述計(jì)劃作業(yè)區(qū)域與已作業(yè)區(qū)域進(jìn)行對(duì)比，并在所述無(wú)人直升機(jī)的計(jì)劃作業(yè)區(qū)域中標(biāo)記出所述無(wú)人機(jī)未作業(yè)的區(qū)域。優(yōu)選地，所述對(duì)比顯示模塊，進(jìn)一步用于標(biāo)記出操控員相對(duì)于所述計(jì)劃作業(yè)區(qū)域的位置。優(yōu)選地，所述對(duì)比顯示模塊，進(jìn)一步用于輸出所述未作業(yè)的區(qū)域的外圍邊緣點(diǎn)坐標(biāo)。優(yōu)選地，所述飛行數(shù)據(jù)包括無(wú)人直升機(jī)上定位模塊測(cè)得的多個(gè)坐標(biāo)參數(shù)。優(yōu)選地，所述外圍邊緣點(diǎn)至少是三個(gè)。優(yōu)選地，所述對(duì)比顯示模塊，進(jìn)一步用于輸出所述外圍邊緣點(diǎn)映射到所述計(jì)劃作業(yè)區(qū)域邊界上的點(diǎn)的坐標(biāo)。優(yōu)選地，所述裝置還包括：控制作業(yè)模塊，用于在無(wú)人直升機(jī)補(bǔ)充作業(yè)時(shí)，測(cè)得所述無(wú)人直升機(jī)與所述未作業(yè)的區(qū)域的距離小于預(yù)設(shè)的作業(yè)開(kāi)啟值時(shí)，發(fā)送控制信息通知所述無(wú)人直升機(jī)開(kāi)啟作業(yè)。優(yōu)選地，所述控制作業(yè)模塊，進(jìn)一步用于在無(wú)人直升機(jī)補(bǔ)充作業(yè)時(shí)，測(cè)得所述無(wú)人直升機(jī)與所述未作業(yè)的區(qū)域的距離大于預(yù)設(shè)的作業(yè)關(guān)閉值時(shí)，發(fā)送控制信息通知所述無(wú)人直升機(jī)關(guān)閉作業(yè)。優(yōu)選地，所述對(duì)比顯示模塊，進(jìn)一步用于如果所述未作業(yè)區(qū)域小于預(yù)設(shè)的容忍值，則不輸出未作業(yè)標(biāo)記。優(yōu)選地，所述作業(yè)為農(nóng)藥噴灑作業(yè)。由以上技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明根據(jù)無(wú)人直升機(jī)的實(shí)時(shí)飛行數(shù)據(jù)與預(yù)定作業(yè)寬度輸出無(wú)人直升機(jī)已完成以及未完成的作業(yè)區(qū)域，將服務(wù)商的服務(wù)質(zhì)量清晰地展現(xiàn)給經(jīng)營(yíng)者。同時(shí)還提供補(bǔ)充作業(yè)的自動(dòng)控制功能，在最大程度上地協(xié)助操控員實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)的全覆蓋精準(zhǔn)作業(yè)。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式中的裝置邏輯圖；圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式中的方法流程圖；圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式中無(wú)人直升機(jī)作業(yè)區(qū)域顯示示意圖。具體實(shí)施方式在實(shí)際應(yīng)用中，由于往往無(wú)法得知無(wú)人直升機(jī)的已作業(yè)及未作業(yè)區(qū)域，這樣，就無(wú)法對(duì)無(wú)人直升機(jī)的作業(yè)精準(zhǔn)度進(jìn)行衡量，也無(wú)法及時(shí)對(duì)未作業(yè)區(qū)域采取補(bǔ)救的措施。本發(fā)明提供一種相對(duì)通用的解決方案來(lái)改善無(wú)人直升機(jī)提供作業(yè)服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，以供經(jīng)營(yíng)者、服務(wù)商以及操控員來(lái)參考決策。以計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)為例，但本發(fā)明不排除其他實(shí)現(xiàn)方式，比如可編程邏輯器件、固件甚至專(zhuān)用硬件。請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明提供一種無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)域顯示裝置和方法，應(yīng)用在無(wú)人直升機(jī)的地面控制系統(tǒng)上。作為該邏輯裝置的運(yùn)行載體，所述無(wú)人直升機(jī)的地面控制系統(tǒng)的硬件環(huán)境通常至少包括CPU、內(nèi)存、非易失性存儲(chǔ)器以及電子顯示裝置。所述地面控制系統(tǒng)可以安裝在筆記本電腦上，所述電子顯示裝置就是筆記本電腦的顯示屏。所述裝置在邏輯層面包括有：初始設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)交互模塊、作業(yè)顯示模塊、對(duì)比顯示模塊以及控制作業(yè)模塊。請(qǐng)參考圖2，在本發(fā)明的一種基本的實(shí)施方式中，所述裝置在運(yùn)行過(guò)程中執(zhí)行如下步驟：步驟101，初始設(shè)置模塊根據(jù)用戶(hù)在無(wú)人直升機(jī)作業(yè)前輸入的坐標(biāo)參數(shù)生成所述無(wú)人直升機(jī)計(jì)劃作業(yè)區(qū)域。步驟102，數(shù)據(jù)交互模塊接收無(wú)人直升機(jī)的飛行數(shù)據(jù)，根據(jù)所述飛行數(shù)據(jù)在無(wú)人直升機(jī)預(yù)定的作業(yè)區(qū)域中確定所述無(wú)人直升機(jī)的作業(yè)路線(xiàn)。步驟103，作業(yè)顯示模塊根據(jù)無(wú)人直升機(jī)預(yù)定的作業(yè)寬度以及作業(yè)路線(xiàn)，計(jì)算并確定所述無(wú)人直升機(jī)作業(yè)路線(xiàn)覆蓋的已作業(yè)區(qū)域。步驟104，對(duì)比顯示模塊將所述計(jì)劃作業(yè)區(qū)域與已作業(yè)區(qū)域進(jìn)行對(duì)比，并在所述無(wú)人直升機(jī)的計(jì)劃作業(yè)區(qū)域中標(biāo)記出所述無(wú)人機(jī)未作業(yè)的區(qū)域。上述步驟中，操控員首先將計(jì)劃作業(yè)區(qū)域的坐標(biāo)參數(shù)輸入無(wú)人直升機(jī)的地面控制系統(tǒng)中，這樣在所述控制系統(tǒng)的電子顯示裝置上就會(huì)顯示出所述計(jì)劃作業(yè)的區(qū)域圖。在實(shí)際應(yīng)用中，被作業(yè)的耕地可能是梯形、矩形，也可能是其他不規(guī)則圖形，操控員可以選擇幾個(gè)點(diǎn)來(lái)確定所述計(jì)劃作業(yè)區(qū)域，比如四個(gè)點(diǎn)形成的四邊形，并保證所述計(jì)劃作業(yè)區(qū)域完全覆蓋到被作業(yè)的耕地。請(qǐng)參考圖3，操控員輸入ABCD四點(diǎn)的坐標(biāo)，在所述電子顯示裝置上顯示出的ABCD四點(diǎn)所組成的區(qū)域就是計(jì)劃作業(yè)區(qū)域，圖3以ABCD四點(diǎn)組成矩形區(qū)域?yàn)槔?。無(wú)人直升機(jī)上通常會(huì)內(nèi)置有GPS模塊或北斗等其他定位模塊，在本發(fā)明中，地面控制系統(tǒng)可以通過(guò)各種數(shù)據(jù)通道來(lái)接收無(wú)人直升機(jī)的飛行數(shù)據(jù)，所述飛行數(shù)據(jù)可能是經(jīng)GPS模塊測(cè)得的多個(gè)坐標(biāo)參數(shù)，然后根據(jù)無(wú)人直升機(jī)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)坐標(biāo)參數(shù)在所述電子顯示裝置上確定所述無(wú)人直升機(jī)的作業(yè)路線(xiàn)。請(qǐng)進(jìn)一步參考圖3，ABCD矩形作業(yè)區(qū)域內(nèi)的迂回路線(xiàn)是無(wú)人直升機(jī)的飛行作業(yè)路線(xiàn)，箭頭所指的方向是飛行作業(yè)的方向。當(dāng)然在實(shí)際作業(yè)中，由于操控以及環(huán)境等原因，所述無(wú)人直升機(jī)的飛行作業(yè)路線(xiàn)可能是曲線(xiàn)，那么在所述電子顯示裝置上確定出的所述無(wú)人機(jī)作業(yè)路線(xiàn)就是曲線(xiàn)。下面以圖3所示的情況為例進(jìn)行講解。以農(nóng)藥噴灑作業(yè)為例，事實(shí)上無(wú)人直升機(jī)飛過(guò)的區(qū)域顯然不是一條線(xiàn)，而是一個(gè)面，因?yàn)檗r(nóng)藥的噴灑是有一定作業(yè)寬度的，這個(gè)寬度通常與無(wú)人直升機(jī)的噴灑管的設(shè)置有關(guān)，一旦噴灑管設(shè)置好之后，無(wú)人直升機(jī)的作業(yè)寬度通常是一個(gè)固定數(shù)值。地面控制系統(tǒng)根據(jù)所述無(wú)人直升機(jī)預(yù)定的作業(yè)寬度和作業(yè)路線(xiàn)，可以在所述計(jì)劃作業(yè)區(qū)域內(nèi)計(jì)算并確定所述無(wú)人直升機(jī)已經(jīng)完成作業(yè)的區(qū)域。進(jìn)一步地，可以高亮標(biāo)出所述無(wú)人直升機(jī)未作業(yè)的區(qū)域。優(yōu)選地，本發(fā)明設(shè)置有未作業(yè)區(qū)域的容忍值，如果所述未作業(yè)區(qū)域小于所述容忍值，則不標(biāo)出該區(qū)域。比如，所述容忍值可以設(shè)置為1平方米，默認(rèn)小于1平方米的未作業(yè)面積對(duì)整體影響不大。請(qǐng)進(jìn)一步參考圖3，其中陰影標(biāo)出的EFGH所組成的矩形區(qū)域。同時(shí)，根據(jù)操控員操作手柄或手機(jī)等終端提供的GPS坐標(biāo)參數(shù)，在電子顯示裝置上標(biāo)記出操控員的位置，以便操控員能夠更加直接地判斷出所述未作業(yè)區(qū)域相對(duì)于自己的位置。進(jìn)一步地，所述對(duì)比顯示模塊輸出所述未作業(yè)的區(qū)域的外圍邊緣點(diǎn)坐標(biāo)，所述未作業(yè)區(qū)域可能是不規(guī)則圖形，通常至少選取三個(gè)不同方位的所述外圍邊緣點(diǎn)來(lái)輸出坐標(biāo)，優(yōu)選地，選取四個(gè)邊緣點(diǎn)，根據(jù)這四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，就可以畫(huà)出一個(gè)四邊形，所述四邊形覆蓋了所述未作業(yè)區(qū)域，操控員就可以操縱無(wú)人直升機(jī)在所述四邊形內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充作業(yè)，以便實(shí)現(xiàn)作業(yè)面積的全覆蓋。在實(shí)際的應(yīng)用中，操作員位于所述計(jì)劃作業(yè)區(qū)域的外圍邊緣處，由于無(wú)人直升機(jī)作業(yè)通常是低空飛行，所以操作員必須時(shí)刻觀察無(wú)人直升機(jī)的飛行環(huán)境，在遇到障礙物或者風(fēng)力較大的情況下，及時(shí)調(diào)整無(wú)人直升機(jī)的飛行高度、方向等參數(shù)，以確保無(wú)人直升機(jī)能夠安全飛行并完成作業(yè)任務(wù)。操控員在操控?zé)o人直升機(jī)作業(yè)的時(shí)候沒(méi)有閑暇去觀察電子顯示裝置，由于視覺(jué)誤差以及經(jīng)驗(yàn)等原因就可能無(wú)法精確地找到所述未作業(yè)區(qū)域，所以在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的對(duì)比顯示模塊，進(jìn)一步輸出所述外圍邊緣點(diǎn)映射到所述預(yù)定的作業(yè)區(qū)域邊界上的點(diǎn)的坐標(biāo)。事實(shí)上，很多時(shí)候未作業(yè)區(qū)域的形狀是不規(guī)則的，其在計(jì)劃作業(yè)區(qū)域中的位置也是事先無(wú)法確定的，將未作業(yè)區(qū)域的邊緣點(diǎn)映射到計(jì)劃作業(yè)區(qū)域的四個(gè)邊上可以使得操控元直觀地知曉從哪里開(kāi)始補(bǔ)充作業(yè)是最佳的選擇。操控員可以根據(jù)自身的位置以及所述邊界上的點(diǎn)選擇一個(gè)便于操控?zé)o人直升機(jī)的位置，然后走到所述選擇的位置后，再操控?zé)o人直升機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充作業(yè)。以圖3為例，地面控制系統(tǒng)在屏幕上輸出E’、F’、G’以及H’四個(gè)點(diǎn)，并標(biāo)識(shí)出坐標(biāo)參數(shù)，這樣操作員通過(guò)簡(jiǎn)單觀察就可以發(fā)現(xiàn)其距離CD邊的未作業(yè)區(qū)域較近，然后其可以走到GH的中間位置后再操控所述無(wú)人直升機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充作業(yè)。有鑒于無(wú)人直升機(jī)飛行速度較快，操控員應(yīng)該在所述無(wú)人直升機(jī)到達(dá)未作業(yè)的區(qū)域之前就開(kāi)啟作業(yè)，畢竟從作業(yè)開(kāi)啟到農(nóng)藥實(shí)際噴灑到耕地上，這是需要一定時(shí)間的。而人工對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行判斷難以避免地會(huì)出現(xiàn)誤差，一旦出現(xiàn)誤差，又會(huì)造成部分區(qū)域沒(méi)有作業(yè)，還需要再次作業(yè)。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置自動(dòng)開(kāi)啟作業(yè)以及自動(dòng)關(guān)閉作業(yè)的步驟，盡可能地覆蓋需要補(bǔ)充作業(yè)的區(qū)域，同時(shí)又避免在已完成作業(yè)的區(qū)域上重復(fù)作業(yè)。為了能夠進(jìn)一步提高無(wú)人直升機(jī)補(bǔ)充作業(yè)的精準(zhǔn)度，本發(fā)明還設(shè)置有對(duì)無(wú)人直升機(jī)作業(yè)的自動(dòng)控制的流程。具體地，控制作業(yè)模塊在無(wú)人直升機(jī)補(bǔ)充作業(yè)時(shí)，如果測(cè)得所述無(wú)人直升機(jī)與所述未作業(yè)的區(qū)域的距離小于預(yù)設(shè)的作業(yè)開(kāi)啟值，則發(fā)送控制信息通知所述無(wú)人直升機(jī)開(kāi)啟作業(yè)。如果測(cè)得所述無(wú)人直升機(jī)與所述未作業(yè)的區(qū)域的距離大于預(yù)設(shè)的作業(yè)關(guān)閉值，則發(fā)送控制信息通知所述無(wú)人直升機(jī)關(guān)閉作業(yè)。開(kāi)啟值是一個(gè)容忍參數(shù)，其可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)固定設(shè)置，比如說(shuō)2米或者3米這樣的固定數(shù)值。當(dāng)然這個(gè)數(shù)值不能設(shè)置過(guò)大，設(shè)置過(guò)大顯然會(huì)導(dǎo)致過(guò)多重復(fù)噴灑，設(shè)置過(guò)小則可能導(dǎo)致部分區(qū)域補(bǔ)充作業(yè)時(shí)未能被覆蓋到。由以上描述可以看出，本發(fā)明能夠在無(wú)人直升機(jī)的地面控制系統(tǒng)上輸出無(wú)人直升機(jī)未作業(yè)的區(qū)域，使得服務(wù)商能夠把服務(wù)質(zhì)量清晰地展示給經(jīng)營(yíng)者。同時(shí)本發(fā)明還可以提供補(bǔ)充作業(yè)的自動(dòng)控制功能，最大程度上地協(xié)助操控員實(shí)現(xiàn)無(wú)人直升機(jī)的全覆蓋精準(zhǔn)作業(yè)，提高經(jīng)營(yíng)者的滿(mǎn)意度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。