[发明专利]神经网络决策的植保无人机精准变量喷雾装置和控制方法

权利要求书

1.神经网络决策的植保无人机精准变量喷雾装置，其特征在于，包括若干条机臂，所述机臂端部相连有无刷直流电机，所述无刷直流电机顶端与旋翼桨叶相连，所述机臂组成的机身下方相连有药箱，所述药箱底部通过抗压水管与喷头相连，所述抗压水管相连有液泵，所述喷头安装在机身下方的喷杆上；所述机臂中部安装有若干个定位装置，机身顶部安装有控制器以及用于采集环境参数的微型环境信息采集器，所述控制器还通过多通道数据采集器分别与所述定位装置、所述微型环境信息采集器以及安装于所述无刷直流电机底端的高光谱相机连接。

2.如权利要求1所述的喷雾装置，其特征在于，机身顶部安装有驱动放大模块分别与所述控制器和所述液泵连接。

3.如权利要求2所述的喷雾装置，其特征在于，所述液泵与设置于所述药箱底部的过滤器通过管道通连。

4.如权利要求3所述的喷雾装置，其特征在于，所述抗压水管沿药液流动方向依次还设有溢流阀、流量传感器以及压力传感器分别与所述控制器连接。

5.如权利要求4所述的喷雾装置，其特征在于，所述药箱内部壁面顶部设有用于检测药液液面高度的液位传感器与所述控制器连接。

6.一种使用如权利要求5所述喷雾装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：搭载于所述机臂下部的所述高光谱相机采集作业地块的作物图像信息，所述定位装置实时获取位置信息以及搭载于机身顶部的所述微型环境信息采集器采集田间的环境参数，所述高光谱相机和所述定位装置以及所述微型环境信息采集器分别将采集到的数据传输至所述控制器；所述流量传感器、所述压力传感器以及所述液位传感器将流量、压力值以及药液剩余量实时反馈至所述控制器；

S2：所述控制器通过所述多通道数据采集器将采集到的数据处理，所述控制器内的信息处理及决策模块使用训练的神经网络模块对图像等信息处理并生成病虫害的空间分布图；

S3：所述控制器根据图像处理结果并结合作物病虫草害防治专家模块输出喷施药量值，生成目标地块的喷施作业处方图，所述无人机飞行控制模块结合作业处方图自主规划航线；

S4：所述控制器对收集到的飞行参数、环境参数、植保无人机实时信息以及处方值信息、液位、流量以及压力等信息处理后，通过训练的神经网络模块对各个决策量进行运算并获取最佳喷施量；当作业前已经获取作业地块的处方图时，所述控制器提取当前位置信息与处方图对比，判断无人机当前所处位置以获取当前位置的处方值等信息；

S5：所述控制器的变量喷雾控制模块对接收到的最佳喷施量信息，使用闭环PID算法产生相应占空比脉冲方波，经过所述驱动放大模块放大后驱动所述液泵工作，同时所述流量传感器、所述压力传感器实时反馈实际流量、压力值，再次通过控制器对流量精准调节；所述液位传感器实时监测药箱内药液剩余量，并将药液剩余量反馈至飞行控制模块，当药液低于某一设定值时，及时做出返航操作。