[发明专利]一种对靶喷药方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对靶喷药方法，还涉及一种实现所述对靶喷药方法的对靶喷药装置。

背景技术

当前，我国的果园施药作业主要采用人工施药的方式，这种施药方式生产效率低，劳动强度大，农药浪费多。

国内有一些研究机构研制了一种果园精准喷药机，这种喷药机通过安装红外传感器或者超声波传感器来探测喷药靶标(果树)，实现了在有果树的地方进行喷药；在没有果树的地方停止喷药。

对靶喷药的核心在于靶标检测，靶标检测主要依赖于各种传感器，传感器的灵敏度直接影响到检测结果。

采用红外传感器探测靶标的喷药机，其控制系统通过红外传感器探测靶标是否在范围内，如果控制系统收到传感器的电平信号，则认为这里有果树存在，系统开始实施喷药作业。控制系统实际上只是探测靶标的有无，而对果树的其他信息无法得知。

还有一些喷药机采用了超声波传感器技术，这种喷药机采用多个超声波传感器组合在一起，去检测若干个果树靶标点，从而获取若干个靶标点到探头的距离数据。

红外传感器的检测速度快，但是检测距离范围比较小，一般不超过一米，而且容易受到温度和靶标颜色等环境因素的影响。被探测物(靶标)的颜色越深，传感器的探测范围越小。对于很多果树来说，其树干树枝的颜色往往比较深，采用红外传感器对其进行靶标检测时，效果不是很理想。另外，这些喷药机不能进行变量作业，操作者只能依靠经验去施药。

采用超声波传感器去探测靶标基本不受环境温度以及靶标颜色等因素的影响，但是超声波探测一般适合表面比较平滑的靶标，对平面的探测可以获得比较准确的数据，但是对表面不规则的靶标，检测数据往往存在很大的跳变，而果树的表面都是不平整的，控制器即使采用大量数据处理算法，也很难获得精确的靶标信息。超声波传感器对靶标的反应不是很灵敏，不能检测到反射面积较小的靶标。数据响应时间也不够快速，单次检测需要150MS以上，不适合用于快速检测。采用超声传感检测技术的喷药机为获得尽量多的数据信息，往往使用了超声波传感器列阵去检测靶标，所需传感器数量大，导致应用成本高。

基于上述问题，目前该领域已经产生基于二维激光传感器进行靶标检测的技术，但是该现有技术还存在以下问题：一方面，二维激光传感器价格比较高，增加了装置的成本，另一方面，该种现有技术的二维激光传感器和喷头不在同一点(即在水平距离上有差距，二维激光传感器在车头，喷头在车尾)，但该现有技术并未公开如何根据二维激光传感器检测到的喷喷药植株的位置进行对靶喷药的。

发明内容

本发明提供一种对于传感器和探头不在同一位置时能实现精确对靶喷药的对靶喷药方法。

本发明还提供一种对于实现所述对靶喷药方法的对靶喷药装置。

一种对靶喷药方法，包括以下步骤：

获取激光传感器运行到待喷药植株树外轮廓与第一垂直面的第一切点时对应的行走装置的第一运行距离；

在行走装置的第二运行距离等于所述第一运行距离与预设水平距离之和时开始喷药，所述预设水平距离为喷头和激光传感器之间的水平距离；

获取激光传感器持续运行到待喷药植株树冠外轮廓和第二垂直面的第二切点时对应的行走装置的第三运行距离；

在行走装置的第四运行距离等于所述第三运行距离与所述预设水平距离之和时停止喷药；

所述第一垂直面和第二垂直面为与所述行走装置运行方向垂直的平面；

所述第一运行距离、第二运行距离、第三运行距离和第四运行距离均为所述行走装置距离运行起点的运行距离。

优选的，通过以下步骤获取所述行走装置的运行距离：

获取所述行走装置的车轮上任一预设角度对应的终点相对于固定参照物所旋转过的数量；

在所述车轮相对于固定参照物旋转过一个所述预设角度的终点时实时检测车轮的瞬时线速度，计算车轮的瞬时线速度对时间的积分，所述时间为当前时间与最后一个经过所述固定参照物的预设角度终点的时间差；

根据所述数量、预设角度的大小和所述车轮的半径计算所述车轮相对于所述固定参照物旋转过的车轮总弧长；

对所述车轮总弧长与车轮的瞬时线速度对时间的积分求和，将求和结果作为所述行走装置的运行距离。

优选的，所述固定参照物为位于所述行走装置车体上的霍尔传感器，在所述车轮上设置有至少一块磁铁块，所述预设角度由任意相邻的两块磁铁块和所述车轮的中心构成。

优选的，各预设角度大小相等。

进一步地，在所述获取激光传感器运行到待喷药植株树冠外轮廓与第一垂直面的第一切点时对应的行走装置的第一运行距离之前，所述方法还包括：