Autopiloot voor landbouwquadcopters met luchtfotografie

Dit artikel beschrijft een GPS-gestuurd automatische piloot-systeem voor quadcopters in de landbouw, waarmee rijstvelden nauwkeurig vanuit de lucht kunnen worden gecontroleerd. Het systeem maakt gebruik van een Stellaris EK-LM4F120XL-microcontroller van Texas Instruments, een Naza-M Lite-vluchtcontroller en een 5-megapixel Raspberry Pi NoIR-camera voor het vastleggen van beelden in het nabij-infrarood. Een grondstation met op MATLAB gebaseerde software ondersteunt realtime GPS-tracking, routevisualisatie en de overdracht van vluchtcommando's via een 433 MHz CC1101 RF-module. De quadcopter werkt in de automatische pilootmodus, waarbij hij GPS-gedefinieerde checkpoints volgt met een gemiddelde afwijking van 0,5 meter, of in de handmatige modus via een handheld controller. Voor de gegevensoverdracht wordt gebruikgemaakt van een serieel protocol met 115.200 baud, met headers, XOR-gecodeerde coördinaten en checksums. Een stroomdiagram geeft een gedetailleerd overzicht van het vluchtproces met foutcorrectie en beeldregistratie op aangewezen punten. Luchtfoto's worden verwerkt met behulp van NDVI om de gezondheid van planten te beoordelen aan de hand van spectrale reflectie. Experimentele resultaten bevestigen een hoge positionele nauwkeurigheid. Toekomstige werkzaamheden omvatten ongedierte detectie, opbrengstschatting en verbeterde vluchtstabiliteit. Het systeem, ontwikkeld door de Can Tho University en de Can Tho RC Club, is veelbelovend voor schaalbare landbouwmonitoring, hoewel verdere verfijning nodig is voor de betrouwbaarheid.