[发明专利]一种低矮靶标探测系统及方法

说明书

本发明公开了一种低矮靶标探测系统及方法，包括行驶底盘、喷杆、调制电路、靶标探测传感器、解调电路、信号调理电路、控制器和靶标探测传感器定位装置；其中，喷杆上挂接有多个靶标探测传感器定位装置，靶标探测传感器安装于靶标探测传感器定位装置上实现地面仿形，确保低矮靶标的可靠探测；解决了喷杆喷雾机对靶施药过程中因上下颠簸导致的靶标探测传感器与目标植株相对位置不稳定，检测误差大的问题。并使用角度传感器监测自由杆与固定杆间的夹角对靶标探测传感器定位装置水平滑移量进行补偿，实现作物靶标的精准定位，本发明可应用于田间喷杆式喷雾机作业上。

技术领域

本发明涉及农业靶标探测技术领域，尤其涉及到一种低矮靶标探测系统及方法。

背景技术

当前我国仍以化学农药喷雾防治作为田间作物病虫草害的主要防治手段。在植株苗期施药过程中，因为苗期植株矮小、冠层稀疏，所以若采用喷杆式喷雾机进行全幅宽均匀施药，大部分药液雾滴将被直接喷洒到地面上，不仅造成大量的农药浪费，还会污染土壤和农业生态环境，危害农业的可持续发展。因而在田间施药过程中，根据植株靶标的实际位置，控制喷杆式喷雾机间歇性施药，是提高农药利用率、降低农业生态环境污染的必要手段之一。由于施药机幅宽较大，棉苗靶标探测装置只能安装在喷杆上，田间作业时会随喷杆一起上下浮动，喷杆末端的起伏幅度可达±10cm以上。如果探测装置的安装位置较高，极易对低矮的棉苗靶标造成漏检；如果安装位置较低，又易造成探测装置触地损坏。因而，研究一种靶标探测传感器定位装置具有重要的现实意义。

专利申请号201710499802.5，公开了一种篱架式果园精确对靶施药装置，作业时，安装在小车前端两侧的多个靶标探测传感器实现对两侧篱架果树冠层的识别。但该方法仅针对果树冠层，且并未考虑田间地面起伏对靶标精准探测的影响。

为了有效地对田间低矮靶标进行探测，本发明提供了一种低矮靶标探测系统，可实现对低矮靶标的精准探测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低矮靶标探测系统及方法，以实现在喷雾机实际田间作业阶段，靶标探测传感器相对地面的高度不因地面高低起伏而产生差异，进而保证靶标探测装置实现地面仿形，确保低矮靶标的可靠探测。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种低矮靶标探测系统，包括行驶底盘、喷杆、调制电路、靶标探测传感器、解调电路、信号调理电路、低矮靶标探测控制器和靶标探测传感器定位装置。

进一步的，所述调制电路连接至靶标探测传感器的发射端；所述解调电路连接至靶标探测传感器的接收端；所述信号调理电路连接至解调电路；所述低矮靶标探测控制器连接至信号调理电路。

进一步的，所述喷杆上挂接有多个靶标探测传感器定位装置。

进一步的，所述靶标探测传感器定位装置包括定位轮、自由杆、螺旋状弹簧、固定杆和角度传感器；所述定位轮与自由杆刚性连接，所述自由杆与固定杆轴连接，所述螺旋状弹簧安装于自由杆与固定杆之间，用于限定自由杆与固定杆的初始夹角，保证连接于自由杆上的定位轮始终紧贴地面；所述角度传感器安装于自由杆和固定杆连接处，用于检测地面起伏导致的角度偏移数据。

进一步的，所述靶标探测传感器定位装置的水平滑移量补偿值，计算公式如下所示：

D＝D₁-D₂＝Lcosα-Lcosβ

其中：D—靶标探测传感器定位装置的水平滑移量；

D₁—靶标探测传感器定位装置初始水平位移；

D₂—靶标探测传感器定位装置滑移后水平位移；

L—自由杆与固定杆连接点和自由杆与定位轮连接点间的间距；

α—自由杆与固定杆初始夹角；