[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

说明书

本发明公开一种神经网络决策的植保无人机精准变量喷雾装置，机臂端部相连有无刷直流电机与旋翼桨叶相连，药箱通过抗压水管与喷头相连，抗压水管相连有液泵，在液泵的作用下喷头将药液喷洒；机臂中部安装有定位装置，机臂顶部还设有控制器和微型环境信息采集器，控制器还通过多通道数据采集器分别与定位装置、微型环境信息采集器以及安装于无刷直流电机底端的高光谱相机连接。本发明还提出一种使用神经网络决策的植保无人机精准变量喷雾装置的控制方法，相对现有技术，本发明综合考虑植保无人机喷雾作业时对喷雾量影响的各种因素以及根据处方值按需施药，精准调节喷雾流量等优点，有效减少农药浪费和精准变量喷雾且达到最佳防治效果。

技术领域

本发明涉及农业植保技术领域，特别涉及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。

背景技术

现有技术的植保无人机进行作业时通过分析整个作业地块的病虫害情况 而设置预喷施量，实际飞行作业中，根据无人机飞行速度和高度对瞬时流量 进行控制，以保证喷雾的均匀性。

然而同一个地块、病虫草害的分布情况各不一样，同时植保无人机在喷 雾作业时，由于受到作业环境以及旋翼风场等因素影响，使得喷洒出的雾滴 存在蒸发、附着于机身表面或者飘散在空气等情况，另外现有的植保无人机 喷施作业的技术体系尚不完善且没有统一的标准，不同植保无人机公司的无 人机在结构参数上各不相同，在作业环境参数、飞行参数以及处方值等都相 同的情况下，不同型号的植保无人机喷雾作业雾滴沉积情况也各不相同，因 此现有技术无人机喷施量决策的方法已经无法满足精准农业生产要求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种精准调节喷雾流量的神经网络决策的植保 无人机精准变量喷雾装置，本发明还提出一种使用神经网络决策的植保无人 机精准变量喷雾装置的控制方法，旨在能够根据作业区域病虫草害的严重程 度、飞行参数、植保无人机规格参数以及环境因素等在线对喷雾流量精准调 节，有效减少农药浪费和精准变量喷雾，达到最佳防治效果。

为实现上述目的，本发明提出的神经网络决策的植保无人机精准变量喷 雾装置，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。

优选地，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。

优选地，所述液泵与设置于所述药箱底部的过滤器通过管道通连。

优选地，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。

优选地，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。

本发明还提出一种使用所述喷雾装置的控制方法，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；