Autopilotsystem til landbrugs-quadcopters med luftfotografering

Denne artikel præsenterer et GPS-styret autopilotsystem til quadcopters til landbrugsbrug, der muliggør præcis luftovervågning af rismarker. Systemet anvender en Stellaris EK-LM4F120XL-mikrocontroller fra Texas Instruments, en Naza-M Lite-flyvekontroller og et 5-megapixel Raspberry Pi NoIR-kamera til optagelse af nærinfrarøde billeder. En jordstation med MATLAB-baseret software understøtter GPS-sporing i realtid, visualisering af ruten og transmission af flyvekommandoer via et 433 MHz CC1101 RF-modul. Quadcopteren opererer i autopilot-tilstand, hvor den følger GPS-definerede kontrolpunkter med en gennemsnitlig fejl på 0,5 meter, eller i manuel tilstand via en håndholdt controller. Datatransmissionen bruger en seriel protokol ved 115.200 baud med headere, XOR-kodede koordinater og checksums. Et flowdiagram beskriver flyveprocessen med fejlkorrektion og billedoptagelse ved udpegede punkter. Luftbilleder behandles ved hjælp af NDVI for at vurdere planters sundhed gennem spektralreflektans. Eksperimentelle resultater bekræfter høj positionsnøjagtighed. Fremtidigt arbejde omfatter skadedyrsdetektering, udbytteestimering og forbedret flyvestabilitet. Systemet, der er udviklet af Can Tho University og Can Tho RC Club, er lovende med hensyn til skalerbar landbrugsovervågning, men der er behov for yderligere finjustering for at opnå pålidelighed.