智慧农业中基于视觉的简易四旋翼无人机设计

苏柳舒，蒋泽辉，张 颖，徐天越，吴 阳

（无锡太湖学院智能装备工程学院，江苏无锡 214064）

0 引言

基于物联网技术在现代农业领域的应用，智慧农业已经开始兴起，相较于传统农业，智慧农业主要表现在其特有的监控功能系统、监测功能系统、实时图像与视频监控功能［1］。其中无人机正是智慧农业的重要工具，为智慧农业提供了有效支撑。与发达国家相比，我国农业装备技术起步较晚，但是我国对于农用无人机比较重视，涌现出一大批比较好的农用无人机，随着集约化、大规模生产方式的推广普及，农用无人机作业已经成为未来病虫害防治、灾害预警的通用手段［2］。

本文设计了基于STM32 单片机的简易四旋翼无人机，通过PID 算法实现对飞行状态的姿态调整，实现在遥控状态下的无人机的自稳飞行，并通过OpenMV 实现农业生产中的自动巡检及现场图片收集，最终为林业的实时监管提供科学有效的依据，保障农作物的健康生长［3］。

1 四旋翼无人机的结构设计

设计的简易四旋翼无人机的整体结构，主要包括叶桨保护罩、桨叶、电机、机架等部分。

1.1 叶桨保护罩

在调试四轴的时候，摔下来、失控是很常见的，所以设计叶桨保护罩，可以很大程度上减小桨叶、电机报废的概率，减小经济损失，避免无人机叶桨损坏降低工作效率。

1.2 桨叶

四旋翼无人机的飞行依赖的是两对螺旋桨力的抵消，而两对相反旋转的桨叶才能抵消作用力，所以四旋翼无人机的桨叶有A、B 之分。两款桨叶的旋向相反，选用55 mm桨叶，A桨叶安装在电机2和电机4上，B桨叶安装在电机1和电机3上。……