[发明专利]一种植保无人机精准喷施控制方法

权利要求书

1.一种植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，所述无人机(1)上设有机器视觉摄像装置(4)及红外热成像摄像装置(3)，包括以下步骤：

S1：对药剂进行调温处理，使药剂的温度在喷施目标(5)承受能力之内，并使药剂的温度与喷施目标(5)的温度形成温差，且该温差大于红外热成像摄像装置(3)的热分辨率，再将经调温处理的药剂放置于无人机(1)上；

S2：喷施前，对无人机(1)的喷施作业路线进行规划，并预先设定无人机(1)的喷施装置(2)的喷施角度；

S3：喷施时，根据规划的喷施作业路线，无人机(1)上的飞行控制器(14)发出飞行路线控制信号(12)，以控制无人机(1)飞行至喷施目标(5)的正上空；无人机(1)上的喷施控制器(13)发出喷施角度控制信号(11)，以控制喷施装置(2)按照预先设定的喷施角度将调温处理的药剂喷施于喷施目标(5)上，喷施目标(5)上的施药区域(6)与未施药区域(7)将形成温差；

S4：喷施过程中，机器视觉摄像装置(4)采集喷施目标(5)的可见光图像，红外热成像摄像装置(3)采集喷施目标(5)的红外图像；对可见光图像和红外图像进行图像配准和融合处理，以获取融合后的图像；对可见光图像或融合后的图像进行处理以获取喷施目标(5)的冠层轮廓，计算出喷施目标总面积(8)S_t；对融合后的图像进行处理并分析融合后的图像上的温度场变化，判断出喷施目标(5)上的施药区域(6)，检测和计算得到施药区域总面积(10)S_c，对比S_t、S_c以获取喷施目标(5)上的未施药区域(7)及未施药区域面积(9)；

S5：无人机(1)上的喷施控制器(13)根据获取的未施药区域(7)及未施药区域面积(9)，计算并发出新的喷施角度控制信号(11)，以调整喷施装置(2)的喷施角度，将调温处理的药剂喷施于未施药区域(7)，补偿喷施偏差。

2.根据权利要求1所述植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，喷施前，采用RTK载波相位差分技术对无人机(1)的喷施作业路线进行规划。

3.根据权利要求1所述植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，在对可见光图像和红外图像进行图像配准和融合处理之前，先对采集到的红外图像进行环境干扰校正处理，消除环境因素对红外图像的干扰。

4.根据权利要求3所述植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，环境干扰校正处理包括对红外图像采用小波变换的多尺度分解获取高频部分及低频部分，并对高频部分进行滤波处理，对低频部分进行校正处理。

5.根据权利要求3所述植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，环境干扰校正处理还包括对红外图像进行抖动补偿处理。

6.根据权利要求1所述植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，分别对红外图像与可见光图像进行SIFT特征提取，在不同的特征空间上查找关键点，利用关键点匹配得到红外图像与可见光图像的匹配点对准，从而获取每个红外局部图像与可见光图像的旋转与平移矩阵参数，然后对红外图像与可见光图像进行图像融合，对融合后的图像进行温度阈值分割，对阈值分割的像素个数进行计算，对应得到喷施目标(5)上的施药区域总面积(10)S_c，对比S_t、S_c，获得喷施目标(5)上未施药区域(7)及未施药区域面积(9)。

7.根据权利要求6所述植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，对融合后的图像进行二值化处理，以获取喷施目标(5)的冠层轮廓，计算出喷施目标总面积(8)S_t。

8.根据权利要求1所述植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，对可见光图像进行Canny边缘检测处理，以喷施目标(5)的绿色分量为统计参考量，采用Harris角点提取算法，以获取喷施目标(5)的冠层轮廓，计算出喷施目标总面积(8)S_t。

9.根据权利要求1所述植保无人机精准喷施控制方法，其特征在于，步骤S5之后还包括如下步骤：无人机(1)上的飞行控制器(14)根据所得未施药区域(7)及未施药区域面积(9)，计算并发出新的飞行路线控制信号(12)，以调整无人机(1)的飞行路线，补偿喷施偏差。