一种半自动化的农药施用方法与流程

本发明属于现代农业领域，特别涉及一种半自动化的农药施用方法。

背景技术：

喷洒农药是农业植保工作的一项重要措施，作业次数多，工作量大，对人具有一定的毒性危害，是农业生产中一项艰苦的劳作，现在国内采用无人直升机技术喷洒农药已经走向实际应用阶段，但依然存在设备昂贵、需要专业操作人员等问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种半自动化的农药施用方法，包括：

步骤1：将一个发射装置布置于需要施药的农田区域的外围，并采集该农田区域的俯视图像；

步骤2：在一个人机交互界面上以发射装置的布置点为原点建立平面坐标系，在所述平面坐标系上绘制该俯视图像的轮廓；

步骤3：使用者在人机交互界面上用多个圆形图案彼此不重叠地填充于所述轮廓内；

步骤4：获取各个圆形图案的圆心的坐标；

步骤5：用所述发射装置将装有农药的抛射弹发射至上述各个坐标处，并使所述抛射弹在该坐标的上空爆炸，将所述农药喷撒覆盖该圆形图案所对应的农田区域，被发射至任一指定坐标处的抛射弹，其从发射到爆炸的时间是一致的。

优选地，为使用者提供大小两种圆形图案，使用者优先用大圆填充于轮廓内，大圆无法覆盖的空白区域再用小圆填充。

所述圆形图案的半径略小于所述抛射弹爆炸后的覆盖半径，优选地，为覆盖半径的80％～90％。

进一步地，根据原点与指定坐标的方向向量调整所述发射装置的发射方向，根据弹道计算调节所述发射装置的发射角度以及发射驱动力的大小，从而使所述抛射弹被发射至指定坐标。

进一步地，所述抛射弹具有大小两种规格以应对于不同大小的圆，不同规格的抛射弹里所含的农药的量和爆炸用药的量不同。

进一步地，所述抛射弹具有延时引信，且延时引信设定的延迟时间，也即抛射弹从发射到爆炸的时间，是已知且一致的。

本发明的有益效果是：施药的自动化程度高，效率高，效果好。

附图说明

图1-3示出了本发明所述的方法的实施示意图；

图4示出了发射装置的示意图；

图5示出了抛射弹的示意图。

具体实施方式

下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。

一种半自动化的农药施用方法包括：

步骤1：将一个发射装置布置于需要施药的农田区域的外围，并采集该农田区域的俯视图像；

步骤2：在一个人机交互界面上以发射装置的布置点为原点建立平面坐标系，在所述平面坐标系上绘制该俯视图像的轮廓(如图2中的多边形所示)；

步骤3：使用者在人机交互界面上用多个圆形图案彼此不重叠地填充于所述轮廓内；

步骤4：获取各个圆形图案的圆心的坐标；

步骤5：用所述发射装置将装有农药的抛射弹发射至上述各个坐标处，并使所述抛射弹在该坐标的上空爆炸，将所述农药喷撒覆盖该圆形图案所对应的农田区域，被发射至任一指定坐标处的抛射弹，其从发射到爆炸的时间是一致的。

为使用者提供大小两种圆形图案，使用者优先用大圆填充于轮廓内，大圆无法覆盖的空白区域再用小圆填充。

所述圆形图案的半径略小于所述抛射弹爆炸后的覆盖半径(图2中的虚线圆所示)，优选地，为覆盖半径的80％～90％。

根据原点与指定坐标的方向向量调整所述发射装置的发射方向；

如图3所示，根据弹道(抛物线)计算调节所述发射装置的发射角度α以及发射驱动力的大小(与抛射弹的发射速度v正相关)，从而使所述抛射弹被发射至指定坐标，计算模型如下：

已知量：

圆心的坐标(x,y)

抛射弹从发射到爆炸的时间t

待求量：

发射角度α

发射速度v；

抛射弹在坐标(x,y)的上空爆炸，得等式：

vsinα＝gt(1)

g为重力加速度；

从而计算出

v＝gt/sinα

所述发射装置如图4所示，其包括固定底座1，可相对于固定底座1进行转动的旋转底座2，用于调节发射角度的调节机构3，发射筒4，以及装有多个抛射弹6的弹匣5；所述弹匣5插入发射筒4的后端，与发射筒4垂直；还包括输出压力可调(也即发射驱动力)的高压气源7。所述发射装置利用高压气源7将弹匣5内的抛射弹6从发射筒4内喷射出去，显然地，抛射弹的发射速度与高压气源7的输出压力正相关。

所述抛射弹如图5所示，其包括弹壳8，农药腔9，炸药腔10，以及电子延时引信11，炸药腔10内填充的爆炸用药被电子延时引信11引爆，从而将农药腔9内填充的农药喷洒出，农药和爆炸用药的量不同，可以形成不同的农药覆盖范围。

本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

技术特征：

1.一种半自动化的农药施用方法，其特征在于，

步骤1：将一个发射装置布置于需要施药的农田区域的外围，并采集该农田区域的俯视图像；

步骤2：在一个人机交互界面上以发射装置的布置点为原点建立平面坐标系，在所述平面坐标系上绘制该俯视图像的轮廓；

步骤3：使用者在人机交互界面上用多个圆形图案彼此不重叠地填充于所述轮廓内；

步骤4：获取各个圆形图案的圆心的坐标；

步骤5：用所述发射装置将装有农药的抛射弹发射至上述各个坐标处，并使所述抛射弹在该坐标的上空爆炸，将所述农药喷撒覆盖该圆形图案所对应的农田区域，被发射至任一指定坐标处的抛射弹，其从发射到爆炸的时间是一致的。

2.如权利要求1所述的施用方法，其特征在于，为使用者提供大小两种圆形图案，使用者优先用大圆填充于轮廓内，大圆无法覆盖的空白区域再用小圆填充。

3.如权利要求1所述的施用方法，其特征在于，所述圆形图案的半径略小于所述抛射弹爆炸后的覆盖半径，优选地，为覆盖半径的80％～90％。

4.如权利要求1所述的施用方法，其特征在于，根据原点与指定坐标的方向向量调整所述发射装置的发射方向，根据弹道计算调节所述发射装置的发射角度以及发射驱动力的大小，从而使所述抛射弹被发射至指定坐标。

5.如权利要求2所述的施用方法，其特征在于，所述抛射弹具有大小两种规格以应对于不同大小的圆，不同规格的抛射弹里所含的农药的量和爆炸用药的量不同。

6.如权利要求5所述的施用方法，其特征在于，所述抛射弹具有延时引信，且延时引信设定的延迟时间，也即抛射弹从发射到爆炸的时间，是已知且一致的。

技术总结
本发明属于现代农业领域，具体涉及一种半自动化的农药施用方法，将一个发射装置布置于需要施药的农田区域的外围，并以该布置点为原点建立平面坐标系；采集需要施药的农田区域的俯视图像；在所述平面坐标系上绘制该俯视图像的轮廓；用多个外切圆尽可能地填满上述轮廓；获取各个圆的圆心的坐标；用所述发射装置将装有农药的抛射弹发射至上述各个坐标处，并使所述抛射弹在该坐标的上空爆炸，将所述农药喷撒覆盖该圆形所对应的农田区域。本发明相较于传统的农药施用方式，其效率较高，喷洒较为全面，相较于无人机施药，技术门槛更低，更易推广。

技术研发人员：杨静
受保护的技术使用者：六安智华工业自动化技术有限公司
技术研发日：2019.07.23
技术公布日：2019.11.19