一种打药机喷雾漂移测控系统及其使用方法

本发明涉及打药机，特别是涉及一种打药机喷雾漂移测控系统及其使用方法。

背景技术：

1、在农业中，喷洒是改善土壤肥力的基本任务作物的质量和生产力。但是喷雾总是伴随着漂移。喷雾漂移是指喷洒的农药液滴的移动超出目标区域，可能由多种因素引起，包括风的影响。喷雾中的农药滴漂移可以从植物和土壤表面挥发数年使用后几天，从而对非目标造成危险地区。因此，非目标区域可能会急性暴露，并且喷洒后立即受到不利影响，导致作物商品中残留，水污染，以及不利的人体暴露。因为这些威胁生命的东西减少喷雾漂移的问题一直是一个复杂而复杂的问题农业产业中的重要问题。因此，在农业中，准确测量以及管理漂移是十分有必要的。

2、传统的喷雾漂移测量方法可分为三种类型：水敏纸分析、喷雾视觉化和基于固定激光雷达的方法。现有的喷雾漂移测量方法无法实时分析喷雾漂移且仅在有限范围内监测喷雾漂移。此外，它们很难精确预测喷雾漂移的可能性，因为喷雾漂移不仅与喷嘴有关，而且与外部环境也有很大关系，例如树木的生长状况以及树木之间的间隔。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种打药机喷雾漂移测控系统及其使用方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种打药机喷雾漂移测控系统，设置在打药机上，包括：

4、信息采集模块，采集打药机的环境信息和雾滴信息；

5、中心控制系统，用于实时接收所述环境信息和雾滴信息，并在分析信息后控制电磁阀开合度；

6、执行机构，用于根据所述电磁阀开合度进行喷雾。

7、优选地，所述信息采集模块包括：2个rgb-d摄像机和1个毫米波雷达；所述rgb-d摄像机用于采集所述环境信息；所述毫米波雷达用于采集所述雾滴信息。

8、优选地，所述rgb-d摄像机分别布置于所述打药机后方的两侧上部，所述毫米波雷达布置于所述打药机的后方上侧中部。

9、优选地，所述中心控制系统为树莓派微型电脑。

10、优选地，所述树莓派微型电脑中嵌入已经训练完成的深度学习模型segnet和pointnet++；所述segnet用于分析所述环境信息，并将环境划分为目标区域和非目标区域；所述pointnet++用于计算环境中的雾滴点云数量。

11、优选地，所述执行机构设置有4组，每组均包括1个pwm电磁阀和3个喷嘴。

12、一种上述打药机喷雾漂移测控系统的使用方法，其特征在于，包括：

13、系统开机，进行初始化；

14、设置目标区域的雾滴数量上限阈值和下限阈值，设置非目标区域雾滴数量上限阈值；

15、两个rgb-d摄像机不断采集环境信息，并将此信息传输至树莓派微型电脑；毫米波雷达不断采集雾滴信息，并将此信息传输至树莓派微型电脑；

16、树莓派微型电脑分析环境信息，根据提前训练的segnet模型划分为目标区域和分目标区域；

17、树莓派电脑分析雾滴信息，根据提前训练的pointnet++模型识别雾滴数量；

18、若非目标区域的雾滴数量超过阈值上限，树莓派微型电脑控制相应区域的pwm电磁阀关闭；若目标区域的雾滴数量超过阈值上限，树莓派微型电脑控制相应区域的pwm电磁阀关闭；若目标区域的雾滴数量低于阈值下限，树莓派微型电脑控制相应区域的pwm电磁阀打开；

19、根据pwm电磁阀的开合度控制喷嘴喷量。

20、优选地，当pwm电磁阀同时收到打开和关闭命令时，执行打开命令。

21、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

22、本发明提供了一种打药机喷雾漂移测控系统及其使用方法，系统设置在打药机上，包括：信息采集模块，采集打药机的环境信息和雾滴信息；中心控制系统，用于实时接收所述环境信息和雾滴信息，并在分析信息后控制电磁阀开合度；执行机构，用于根据所述电磁阀开合度进行喷雾。本发明适用于农事作业中的植保作业环节，一方面可以减少药液漂移，缩减生产成本，另一方面可以保护农作物不收到过量施药的伤害。

技术特征：

1.一种打药机喷雾漂移测控系统，其特征在于，设置在打药机上，包括：

2.根据权利要求1所述的打药机喷雾漂移测控系统，其特征在于，所述信息采集模块包括：2个rgb-d摄像机和1个毫米波雷达；所述rgb-d摄像机用于采集所述环境信息；所述毫米波雷达用于采集所述雾滴信息。

3.根据权利要求2所述的打药机喷雾漂移测控系统，其特征在于，所述rgb-d摄像机分别布置于所述打药机后方的两侧上部，所述毫米波雷达布置于所述打药机的后方上侧中部。

4.根据权利要求3所述的打药机喷雾漂移测控系统，其特征在于，所述中心控制系统为树莓派微型电脑。

5.根据权利要求4所述的打药机喷雾漂移测控系统，其特征在于，所述树莓派微型电脑中嵌入已经训练完成的深度学习模型segnet和pointnet++；所述segnet用于分析所述环境信息，并将环境划分为目标区域和非目标区域；所述pointnet++用于计算环境中的雾滴点云数量。

6.根据权利要求5所述的打药机喷雾漂移测控系统，其特征在于，所述执行机构设置有4组，每组均包括1个pwm电磁阀和3个喷嘴。

7.一种如权利要求5所述的打药机喷雾漂移测控系统的使用方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的打药机喷雾漂移测控系统的使用方法，其特征在于，当pwm电磁阀同时收到打开和关闭命令时，执行打开命令。

技术总结
本发明提供了一种打药机喷雾漂移测控系统及其使用方法，系统设置在打药机上，包括：信息采集模块，采集打药机的环境信息和雾滴信息；中心控制系统，用于实时接收所述环境信息和雾滴信息，并在分析信息后控制电磁阀开合度；执行机构，用于根据所述电磁阀开合度进行喷雾。本发明适用于农事作业中的植保作业环节，一方面可以减少药液漂移，缩减生产成本，另一方面可以保护农作物不收到过量施药的伤害。

技术研发人员：刘丽星,王旭,杨欣
受保护的技术使用者：河北农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14