[发明专利]一种基于人工智能技术的多喷路可控喷幅式精准对靶除草模块

说明书

本发明公开了一种基于人工智能技术的多喷路可控喷幅式精准对靶除草模块，涉及农业机械领域，具体应用于农业领域多种作物的田间智能除草，该模块用于多种搭载平台，可实现快速插装。本装置适用于多种田间作物不同生长周期田间除草。本装置采用轻量级卷积神经网络识别杂草信息，为药剂品种选择、靶喷参数流量、压力、喷头角度自动优化、沉降区域规划提供依据。多通道靶喷单元能够针对不同类型的杂草，喷施多种不同类型的除草剂，同步带滑台带动喷头横向位移实现对杂草精准对靶喷施，并能根据杂草聚生大小调节喷洒范围。该对靶喷施系统能够减少农药使用量，减轻生态环境污染，有效提高工作效率。

技术领域

本发明公开了一种基于人工智能技术的多喷路可控喷幅式精准对靶除草模块，涉及农业机械领域、自动控制领域以及人工智能领域，具体应用于农业领域多种作物的田间智能除草。

背景技术

粮食生产关系到国家的粮食安全，但是在农业生产作业过程中，农田草害与农药过度使用等问题对粮食产量与生产安全构成严重威胁：农田杂草同作物竞争光、热、水、肥等资源，影响粮食产量。调查资料显示，2018年，全国粮食总产量达到65789万吨，因为草害损失的粮食就有300亿公斤，杂草危害造成的粮食产量损失高达4.56％。因此，为克服杂草对农业生产的危害，目前国内外现有除草方式主要为人力除草，机械除草，化学除草，生物除草，国内外研究机构还有对激光除草、电流除草的研究但是目前技术仍不成熟。由于人力除草效率低，耗时耗力，已经不适合现代农业的发展。机械除草除草效率高，但是伤苗问题依然存在。生物除草成本昂贵，针对性强无法解决大田多品种杂草。在过去50多年里，化学除草已成为全球现代农业生产的重要组成部分，但是目前化学除草采用粗放型“地毯式”“广幅式”除草剂投放方式，造成了严重的除草剂资源浪费和生态环境污染。过量的农药投入导致面源污染和环境持续恶化，不仅直接增加农业生产成本，也间接增加环境治理成本。农药减量控害对于转变农业生产方式、推进农业绿色发展的重要性不言而喻。传统除草剂喷施作业完全忽略杂草区域分布的差异性，采用粗放型“地毯式”除草剂投放方式，造成了严重的除草剂资源浪费和生态环境污染。过量的农药投入导致面源污染和环境持续恶化，不仅直接增加农业生产成本，也间接增加环境治理成本。农药减量控害对于转变农业生产方式、推进农业绿色发展的重要性不言而喻。传统除草剂喷施作业完全忽略杂草区域分布的差异性，采用粗放型“地毯式”除草剂投放方式，造成了严重的除草剂资源浪费和生态环境污染。由此可见，如何做到减量增效，提高药液利用率已成为当下化学除草技术的一个研究热点，在“精准农业”的政策推动下，随着人工智能技术快速发展，将给基于杂草识别与检测的变量靶向喷施装备的研究与应用带来了机遇。

发明内容

本发明针对化学除草粗放型“地毯式”“广幅式”除草剂投放方式，造成了严重的除草剂资源浪费和生态环境污染问题，设计了一款基于人工智能技术的多喷路可控喷幅式精准对靶除草模块。该模块可挂载于多种农业机械搭载平台，可实现快速插装。本装置适用于多种田间作物不同生长周期田间除草。本装置采用轻量级卷积神经网络识别杂草信息，为药剂品种选择、靶喷参数流量、压力、喷头角度自动优化、沉降区域规划提供依据；多通道靶喷单元能够针对不同类型的杂草，喷施多种不同类型的除草剂，同步带滑台带动喷头横向位移实现对杂草精准对靶喷施，并能根据杂草聚生大小调节喷洒范围。该对靶喷施系统能够减少农药使用量，减轻生态环境污染，有效提高工作效率。