差分式喷杆喷雾精确对靶装置及靶标检测方法

摘要

本发明涉及一种差分式喷杆喷雾精确对靶装置及靶标检测方法，包括：喷杆喷雾模块、传感器模块、对靶喷雾控制模块；喷杆喷雾模块包括喷杆架、药液箱、隔膜泵、喷头组和各喷头对应的电磁开关阀；传感器模块包括对行测距传感器、垄沟测距传感器和机具行走测速传感器；对行测距传感器和垄沟测距传感器和机具行走测速传感器分别与对靶喷雾控制模块相连；本发明通过采用垄沟测距传感器和对行测距传感器，可以差分消除喷杆喷雾机作业时喷杆振动引起的随机噪声；并根据采集的作物高度、最大胸径和测距方差三个特征确定作物位置，识别方法具有准确性高和鲁棒性好，能够使喷杆喷雾机在大田施药过程中准确识别靶标，并只针对靶标喷施农药或液态肥。

主权项

一种差分式喷杆喷雾精确对靶装置，其特征在于，包括：喷杆喷雾模块、传感器模块、对靶喷雾控制模块；所述喷杆喷雾模块，包括喷杆架、药液箱、隔膜泵、喷头组和各喷头对应的电磁开关阀，所述喷杆架由立柱和多个横梁组成，所述喷头组由多个喷头组成并根据作物行距安装在喷杆架的横梁上对应于作物行的位置；所述隔膜泵通过药液管分别与药液箱、电磁开关阀和喷头连通，电磁开关阀控制喷头喷雾；所述传感器模块，包括对行测距传感器、垄沟测距传感器和机具行走测速传感器；所述对行测距传感器固定在喷杆架的横梁上对应于作物行的位置；垄沟测距传感器有两个，分别固定在上述喷杆架的横梁两端对应于作物行间垄沟的位置；对行测距传感器和垄沟测距传感器安装在同一根喷杆架横梁上；对行测距传感器与垄沟测距传感器和喷头组位于同一水平面，且对行测距传感器和垄沟测距传感器的安装位置在机具行进方向上超前于喷头组；所述的对行测距传感器实时测量作物行上的作物冠层或株间土地与对行测距传感器传感头间的距离，垄沟测距传感器实时测量作物行间土地与垄沟测距传感器传感头间的距离；对行测距传感器和垄沟测距传感器分别与对靶喷雾控制模块相连；所述机具行走测速传感器用于测量喷雾机与土地间的相对运动速度，机具行走测速传感器与对靶喷雾控制模块相连；所述对靶喷雾控制模块，包括车载电源、对靶喷雾控制器和输入输出接口；所述对靶喷雾控制器选用STM32型单片机；所述车载电源选用12伏或24伏直流电源；所述输入输出接口包括模数转换、光电隔离、信号放大以及数字IO驱动电路；所述的垄沟测距传感器、对行测距传感器和机具行走测速传感器均通过输入输出接口连接至对靶喷雾控制器；多个电磁开关阀通过输入输出接口与对靶喷雾控制模块连接，对靶喷雾控制模块通过输入输出接口驱动电磁开关阀的开关状态的切换；所述垄沟测距传感器和对行测距传感器为超声波传感器；所述的垄沟测距传感器和对行测距传感器的设定频率为30Hz‑100Hz。