[发明专利]一种基于棉花生长期识别的变量施药控制方法

说明书

本发明涉及一种基于棉花生长期识别的变量施药控制方法，包括棉花感知装置、喷雾执变量喷雾执行装置和施药控制系统；棉花感知装置包括摄像头、镜头和信号传输线；变量喷雾执行装置包括承载装置和喷雾装置；喷雾装置由喷嘴、储药箱、电磁阀、输药管和风送辅助装置；施药控制系统包括拍摄控制程序和分类识别程序、喷雾参数优化程序和喷雾执行控制程序；本发明运用卷积神经网络图像识别技术对各生长期棉花进行识别，然后通过高斯响应面和遗传算法求解最优喷雾参数模型可以实现基于生长期识别的变量施药控制来满足精准喷雾的需求具有因地制宜、因时制宜、因人制宜的特点，相比于大型智能农机装备成本低廉、结构简单，有利于推广应用。

技术领域

本发明属于农业植保领域，涉及一种基于棉花生长期识别的变量施药控制方法，可以满足精准喷雾要求，实现对棉花高精度、低成本、高效率的喷雾。

技术背景

棉花是一种一年生木本植物，是世界上最重要的纤维和油料作物之一，棉花纤维占世界总纤维的35％，具有很高的商业价值。而我国是世界上最大的棉花生产国之一，棉花产量和质量对中国具有更大的意义。

目前，农业面临的一个重要挑战是发展精准农业技术。在这种背景下，改善当前棉花粗放的施药现状，减少喷雾不足导致的产量下降和施药过多导致的土地污染现象，实现药液的均匀沉积是棉花精准喷雾研究的关键。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利“一种高效棉花喷雾机”专利申请号201510727621.4，提出了一种高效棉花喷雾机，此种喷雾机增加了采用风幕和高压喷头来增强雾滴穿透性以提高药液附着率。虽然该发明可以能够比较均匀地喷洒药液而且喷洒比较范围广，效率高，能够适用于植物各个生长时期，但是每个生长期的喷雾参数并没有被自动地给出，需要人为判断生长期来调节喷雾参数。此外，中国发明专利“一种机采棉专用高效喷雾机”专利申请号201810407947.2，提出了一种机采棉专用高效喷雾机，该喷雾机可以通过摄像头来协助调整喷雾机高度从而减少喷雾过程中对棉花植株损伤，但是它没有充分发挥摄像头的在精准喷雾方面的优势。因此急需一种基于棉花生长期识别的变量施药控制方法，实现对不同生长期棉花的变量施药，在增强对棉花病虫害防治效果的同时减少农药对土地污染，提高棉花产量与质量。

发明内容

本发明针对现有棉花喷雾技术存在的不足，提供一种基于棉花生长期识别的变量施药控制方法，能够实现对棉花生长期的识别，并根据识别结果对喷雾参数进行调整，从而实现不同生长期的棉花精准喷雾。

本发明一种基于棉花生长期识别的变量施药控制方法包括：棉花感知装置、变量喷雾执行装置和施药控制系统。

所述的棉花感知装置包括摄像头、镜头和信号传输线；所述的摄像头为满足田间拍摄环境的工业相机，用于拍摄高质量棉花植株图像；所述的镜头安装在摄像头上，用于调整摄像头所获得棉花植株图像的景深和视角；所述的信号传输线一端与摄像头相连另一端与施药控制系统相连，用于将摄像头拍摄的图像传输到施药控制系统。

所述的变量喷雾执行装置包括承载装置和喷雾装置；所述的承载装置可以为无人机或小型拖拉机，用于载运棉花感知装置、施药控制系统和喷雾装置；所述的喷雾装置包括喷嘴、储药箱、电磁阀、输药管和风送辅助装置；所述的喷嘴为合适角度和流量的喷嘴，与输药管相连，用于将药液均匀地喷洒在棉花植株上；所述的储药箱固定在承载装置上，用于储存喷雾所需的药液；所述的电磁阀安装在输药管上，受施药控制系统控制，用于控制输药的流量；所述的输药管一端连接在储药箱上另一端连接喷嘴，中间安装电磁阀，用于从储药箱运输药液到喷嘴；所述的风送辅助装置固定在承载装置上，位于喷嘴前方，通过产生风幕增强喷雾沉积效果。