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一种喷洒物质材料的修正方法和系统与流程

发布者:大鱼知产 点击: 发布时间:2021-03-21
一种喷洒物质材料的修正方法和系统与流程

本发明涉及农业喷洒技术领域,特别是涉及一种喷洒飞机喷洒物质材料的修正方法和系统。



背景技术:

在现代农业中,经常要用根据作物或杂草的生长态势,使用喷洒飞机喷洒农药、化肥、除草剂等物质材料。通常情况下,不管地面作物或杂草的生长是否均匀,喷洒飞机在喷洒路径上以恒定的速度飞行,均匀喷洒恒定量的物质材料。但事实上,地面作物或杂草的生长态势可能是,有的地方长势良好,作物或杂草叶面茂密,有的地方长势较差,作物或杂草叶面稀疏,这也会预示着未来作物收成或杂草去除不会完全一样。如果对于这样的作物或杂草生长情况喷洒恒定量的物质材料,可能会导致对于长势良好的地方,喷洒量不足,而对于长势较差的地方,喷洒过量,造成浪费。

因此急需一种能够根据地面作物或杂草的生长态势,动态调整喷洒的物质材料的量,使得喷洒量与生长态势完美匹配的喷洒方法和系统。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供了一种喷洒物质材料的修正方法和系统,能够很好地方解决上述技术问题。由于每个耕种地块,其土壤基础、土壤各种元素含量、水分含量等情况基本会保持多年持续的缓慢变化,因此在进行喷洒作业时,为了优化喷洒过程,除了需要获得该地块的当前土壤测量数据外,还用该地块土壤的历史数据来进一步修正。

本发明的一个目的由一种喷洒物质材料的修正方法实现,其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水,其特征在于,该方法包括:

s1:喷洒飞机沿预定宽度k、预定长度l的植物带条区域第一遍飞行,通过摄像头拍摄植物带状区域的连续图像,所述第一遍飞行期间,不执行喷洒;

s2:根据连续图像,获取喷洒路径每单位长度dl对应的植物绿叶覆盖面积百分比m,生成沿喷洒路径的植物绿叶覆盖面积百分比变化曲线m(dl);

s3:用植物绿叶覆盖面积百分比变化的历史经验曲线修正所述变化曲线m(dl),获取修正变化曲线m(dl)x;

s4:根据修正变化曲线m(dl)x,基于喷洒量经验曲线,获取喷洒路径每单位长度dl对应的调整喷洒量n,生成沿喷洒路径的调整喷洒量变化曲线n(dl);以及

s5:喷洒飞机沿所述植物带状区域第二遍飞行,根据变化曲线n(dl),执行喷洒,所述第二遍飞行期间,不执行摄像。

其中步骤s1包括:

s11:喷洒飞机以速度v飞行,摄像头以时间间隔t1进行连续摄像,获得植物带条区域的一系列图像;以及

s12:将一系列图像进行拼接去重,获得植物带状区域的连续图像。

其中步骤s2包括:

s21:以每单位长度dl分割预定长度l;

s22:计算每单位长度dl对应的每单位面积pdl,pdl=dl*k;

s23:以每单位长度dl分割连续图像,获得单位图像区域,采用灰度二值法获得单位图像区域中的植物绿叶覆盖面积pzw;

s24:根据pdl和pzw,计算每单位面积pdl中植物绿叶覆盖面积的百分比m,其中,m=pzw/pdl;以及

s25:生成沿喷洒路径的植物绿叶覆盖面积百分比变化曲线m(dl)。

其中的步骤s3包括:

s31:获取历年以来植物绿叶覆盖面积百分比变化的历史经验曲线;

s32:将所述历史经验曲线与所述变化曲线进行加权平均,权重分配为所述历史经验曲线具有0.1-0.2权重,所述变化曲线具有0.8-0.9权重。

其中步骤s4包括:

s41:以每单位长度dl分割基准喷洒量曲线,获取每单位长度dl对应的基准喷洒量r;

s42:以每单位长度dl分割修正变化曲线m(dl)x,获取每单位长度dl对应的植物绿叶覆盖面积百分比mx;

s43:根据每单位长度dl对应的基准喷洒量r和植物绿叶覆盖面积百分比mx,计算每单位长度dl对应的调整喷洒量rx,其中rx=r*mx;以及

s44:生成沿喷洒路径的调整喷洒量变化曲线n(dl)。

本发明的另一个目的由一种喷洒物质材料的修正系统实现,其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水,其特征在于,该系统包括:

图像获取模块,用于在喷洒飞机沿预定宽度k、预定长度l的植物带条区域第一遍飞行时,通过摄像头拍摄植物带状区域的连续图像,所述第一遍飞行期间,不执行喷洒;

植物绿叶覆盖面积百分比曲线生成模块,根据连续图像,获取喷洒路径每单位长度dl对应的植物绿叶覆盖面积百分比m,生成沿喷洒路径的植物绿叶覆盖面积百分比变化曲线m(dl);

修正变化曲线生成模块,用植物绿叶覆盖面积百分比变化的历史经验曲线修正所述变化曲线m(dl),获取修正变化曲线m(dl)x;

调整喷洒量曲线生成模块,根据修正变化曲线m(dl)x,基于喷洒量经验曲线,获取喷洒路径每单位长度dl对应的调整喷洒量n,生成沿喷洒路径的调整喷洒量变化曲线n(dl);以及

喷洒执行模块,用喷洒飞机沿所述植物带状区域第二遍飞行,根据变化曲线n(dl),执行喷洒,所述第二遍飞行期间,不执行摄像。进一步地,该系统包括处理器,各个所述模块在处理器中实现。

本发明的又另一个目的是提供一种存储介质,其上存储计算机程序,该程序被上述系统的处理器执行时,实现如上所述的方法。

本发明的技术效果是,通过根据地面作物或杂草的生长态势,动态调整喷洒的物质材料的量,使得喷洒量与生长态势完美匹配,既使得作物或杂草能够得到相应所需的喷洒量,又不造成物质材料的浪费。

附图说明

图1为本发明方法的原理示意图;

图2为本发明方法的整体流程图;

图3为本发明方法步骤一的流程图;

图4为本发明方法步骤二的流程图;

图5为本发明方法步骤三的流程图;

图6为本发明方法步骤四的流程图;

图7为本发明系统的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示,对于预定宽度k、预定长度l的植物带条区域,其上种植或生长的植物绿叶覆盖面积与植物带条区域整体面积相应会存在不一致,也就是说长势良好的,覆盖面积些,长势不好的,覆盖面积小些。因此在用飞机进行喷洒物质材料例如除草剂、肥料、农药或水时,可以采用根据覆盖面积百分比进行调整喷洒量的方法。同时还根据该植物带条区域的历史经验数据进行喷洒量的修正。飞机喷洒通常为低空飞行,并且在风速和空气湿度等因素都很小并可忽略的条件下进行。

如图2所示,本发明的一种喷洒物质材料的修正方法,其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水,其特征在于,该方法包括:

s1:喷洒飞机沿预定宽度k、预定长度l的植物带条区域第一遍飞行,通过摄像头拍摄植物带状区域的连续图像,所述第一遍飞行期间,不执行喷洒;

s2:根据连续图像,获取喷洒路径每单位长度dl对应的植物绿叶覆盖面积百分比m,生成沿喷洒路径的植物绿叶覆盖面积百分比变化曲线m(dl);

s3:用植物绿叶覆盖面积百分比变化的历史经验曲线修正所述变化曲线m(dl),获取修正变化曲线m(dl)x;

s4:根据修正变化曲线m(dl)x,基于喷洒量经验曲线,获取喷洒路径每单位长度dl对应的调整喷洒量n,生成沿喷洒路径的调整喷洒量变化曲线n(dl);以及

s5:喷洒飞机沿所述植物带状区域第二遍飞行,根据变化曲线n(dl),执行喷洒,所述第二遍飞行期间,不执行摄像。

如图3所示,其中步骤s1包括:

s11:喷洒飞机以速度v飞行,摄像头以时间间隔t1进行连续摄像,获得植物带条区域的一系列图像;以及

s12:将一系列图像进行拼接去重,获得植物带状区域的连续图像。

如图4所示,其中步骤s2包括:

s21:以每单位长度dl分割预定长度l;

s22:计算每单位长度dl对应的每单位面积pdl,pdl=dl*k;

s23:以每单位长度dl分割连续图像,获得单位图像区域,采用灰度二值法获得单位图像区域中的植物绿叶覆盖面积pzw;

s24:根据pdl和pzw,计算每单位面积pdl中植物绿叶覆盖面积的百分比m,其中,m=pzw/pdl;以及

s25:生成沿喷洒路径的植物绿叶覆盖面积百分比变化曲线m(dl)。

如图5所示,其中的步骤s3包括:

s31:获取历年以来植物绿叶覆盖面积百分比变化的历史经验曲线;

s32:将所述历史经验曲线与所述变化曲线进行加权平均,权重分配为所述历史经验曲线具有0.1-0.2权重,所述变化曲线具有0.8-0.9权重。

如图6所示,其中步骤s4包括:

s41:以每单位长度dl分割基准喷洒量曲线,获取每单位长度dl对应的基准喷洒量r;

s42:以每单位长度dl分割修正变化曲线m(dl)x,获取每单位长度dl对应的植物绿叶覆盖面积百分比mx;

s43:根据每单位长度dl对应的基准喷洒量r和植物绿叶覆盖面积百分比mx,计算每单位长度dl对应的调整喷洒量rx,其中rx=r*mx;以及

s44:生成沿喷洒路径的调整喷洒量变化曲线n(dl)。

如图7所示,本发明的一种喷洒物质材料的修正系统,其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水,其特征在于,该系统包括:

图像获取模块,用于在喷洒飞机沿预定宽度k、预定长度l的植物带条区域第一遍飞行时,通过摄像头拍摄植物带状区域的连续图像,所述第一遍飞行期间,不执行喷洒;

植物绿叶覆盖面积百分比曲线生成模块,根据连续图像,获取喷洒路径每单位长度dl对应的植物绿叶覆盖面积百分比m,生成沿喷洒路径的植物绿叶覆盖面积百分比变化曲线m(dl);

修正变化曲线生成模块,用植物绿叶覆盖面积百分比变化的历史经验曲线修正所述变化曲线m(dl),获取修正变化曲线m(dl)x;

调整喷洒量曲线生成模块,根据修正变化曲线m(dl)x,基于喷洒量经验曲线,获取喷洒路径每单位长度dl对应的调整喷洒量n,生成沿喷洒路径的调整喷洒量变化曲线n(dl);以及

喷洒执行模块,用喷洒飞机沿所述植物带状区域第二遍飞行,根据变化曲线n(dl),执行喷洒,所述第二遍飞行期间,不执行摄像。进一步地,该系统包括处理器,各个所述模块在处理器中实现。

本发明的另一个技术方案是提供一种存储介质,其上存储计算机程序,该程序被上述系统的处理器执行时,实现如上所述的方法。

需要说明的是,本申请实施例中对模块、单元的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。本发明实施例中的各功能模块、单元可以集成在一个处理模块、单元中,也可以是各个模块、单元单独物理存在,也可以两个或两个以上模块、单元集成在一个模块、单元中。

以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

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