一种对靶喷药方法及装置的制造方法_3

文档序号:9603380阅读:来源:国知局
积累积相加计 算树冠总体积,进而可以获得精确的树冠总体积,从而可以根据树冠总体积大小进行喷药, 比如树冠总体积大,喷药量大,树冠总体积小,喷药量小。
[0083] 参照图4,进一步地,在所述计算树冠上任意两个激光点对应的水平喷药深度差之 前还包括:
[0084]S41、判断发射到植株树冠上的激光点和所述激光传感器探头之间的水平距离与 最大水平喷药深度之间的关系;
[0085] 所述最大水平喷药深度为所述激光传感器探头和植株树根之间的水平距离;(因 为激光传感器的探头部分很短,所以可以忽略探头的旋转对所述最大水平喷药深度的影 响)
[0086]S42、当发射到植株树冠上的激光点和所述激光传感器探头之间的水平距离大于 所述最大水平喷药深度时,确定该激光点为无效的激光点;
[0087]S43、否则,确定该激光点为有效的激光点。
[0088] 这样可以排除打穿整个树冠的激光点。
[0089] 优选的,还包括根据所述行走装置的运行速度调整单位时间的喷药量,如运行速 度快时增加单位时间的喷药量,运行速度慢时,减小单位时间的喷药量,从而可实现最合理 的喷药量。
[0090] 图5为一种用于实现所述对靶喷药方法的对靶喷药装置的结构示意图,参照图5, 所述对靶喷药装置包括行走装置、安装在所述行走装置上的一维激光传感器2和电机3,还 包括安装在所述行走装置车体1上位于所述一维激光传感器2后方的用于喷药的喷头6,喷 头6与所述药罐5连通,所述后方为以所述行走装置的行进方向为正方向的后方。如图1 中所述一维激光传感器2安装在车头,喷头6安装在车尾。所述电机3驱动所述一维激光 传感器2在垂直于所述行走装置运行方向的二维面上扫描以获得待喷药植株在该平面上 的外轮廓,随着行走装置运行,会在其运行方向上形成树冠的三维图像。
[0091] 所述电机3优选采用步进电机3,事实上,其他可控电机3均可,在此不再详述。
[0092] 为了提高工作效率,图1中采用在行走装置两侧分别安装一维激光传感器2和喷 头6,从而可以同时对多个待喷药植株进行检测和喷药,提高工作效率。
[0093] 一维激光传感器2和电机3结合对树冠进行三维扫描的方法请参照图6,一维激光 传感器2 -次扫描输出约341个点对点的距离信号,一维激光传感器2的探头在电机3和 垂直轴减速机4的带动下在XZ平面旋转,获取垂直于所述行走装置运行方向的二维面,随 着行走装置在y轴方向的运行,扫描树冠的三维图像。
[0094] 本对靶喷药装置采用一维激光传感器2检测靶标,激光传感器的检测距离范围较 大、不易受到温度和靶标颜色等环境因素的影响、对于表面不规则的靶标的检测不容易出 现跳变并可以精确检测到反射面积较小的靶标,且其检测所需的传感器数量小,应用成本 较低;另一方面,一维激光传感器2和电机3替代较二维激光传感器价格低,从而降低了对 靶喷药装置的成本。
[0095] 上述对靶喷药方法不仅可以通过一维激光传感器2和电机3结合并结合行走装置 的运行的方式实现二维扫描,还可以直接通过二维传感器实现所述二维扫描。
[0096] 为了防止喷药时误喷到人,进一步地,所述对靶喷药装置还包括安装在所述行走 装置的车体1上用于在感应到待喷药植株前面有人体时控制停止喷药的人体感应模块。所 述人体感应模块可包括红外传感器、控制器9和控制喷头6的供药管路开闭的执行元件,红 外传感器的输出端连接所述控制器9的输入端,控制器9的输出端连接所述执行元件。红 外传感器在检测到待喷药靶标前方有人时,将该信号传输给控制器9,控制器9控制执行元 件动作,关闭所述喷头6的供药管路,停止喷药,从而防止误伤人。控制器9安装在所述行 走装置的驾驶室内。
[0097] 再参照图1,进一步地,所述对靶喷药装置还包括安装在所述车体1上的霍尔传感 器(霍尔传感器一般装在所述行走装置的车体1上,图中未示出)和安装在所述行走装置 车轮8的轮毂上的至少一块磁铁块(图1中所示为四块磁铁块10),所述霍尔传感器与所述 磁铁块10对应设置。此处的霍尔传感器和磁铁块10就是上述对靶喷药方法中形成预设角 度的结构,每两个相邻脉冲对应车轮转过的角度为一个预设角度。
[0098] 为了便于计算行走装置的行走距离,多块磁铁块在所述车轮上均匀设置。
[0099] 在只有一块磁铁块时,所述预设角度为360°,在有两块或更多块时磁铁块时,任 一个预设角度为小于360°的角度,如果所述磁铁块等间距设置,则任意两个磁铁块构成的 预设角度为360° /n,n为磁铁块数(即脉冲数),比如有四块磁铁块等间距设置时,每个预 设角度为120°。
[0100] 在所述车轮8转动时,磁铁块也随之转动;霍尔传感器在接近磁铁块时候会输出 一个脉冲信号,而车轮8转动一周行走装置的运行距离近似为车轮8的周长,则在磁铁块 等间距设置时,预先算好每个预设角度对应的车轮弧长(即行走装置的运行距离)为ZL/ (n-1),ZL为车轮周长,并通过程序设定每输出一个脉冲号系统自动记录行走装置的运行距 离为一个单位距离(每个预设角度对应的车轮弧长)。该种记录方法可能在行走装置开始 运行时会有误差,因为行走装置静止时其可能处于两个脉冲之间,但是按照上述距离记录 方法在第一个脉冲到来时程序就会认为此时行走装置的运行距离为一个单位距离,但此时 行走装置的运行距离有可能不到一个单位距离,所以存在一些误差,但是由于行走装置一 般在一次运行周期时的运行距离要达到几万米,所以上述误差可以忽略不计。
[0101] 下面通过一个具体实施例介绍行走装置的运行距离的计算方法,该方法也就是上 述对靶喷药方法中的行走装置的运行距离的计算。
[0102] 分为两种情况,第一种:行走装置的当前运行位置恰为一个脉冲刚刚发生的时刻; 第二种:为行走装置的运行位置为位于两个脉冲之间;
[0103] 行走装置的运行距离的计算方法为
[0104] a)采用下式计筧所沭行走装詈的基础距离
[0105] st=n*sd
[0106] 其中,st为基础距离,η为脉冲数,sd为每个预设角度对应的车轮弧长;
[0107] b)通过下式计算车轮的瞬时线速度(相当于行走装置的瞬时速度)
[0108] v=sd/Δt
[0109] 其中,v为车轮的瞬时线速度,At为与相邻两个脉冲的时间差。
[0110] sd可通过预设角度和车轮的半径计算获得。
[0111] c)计算车轮的瞬时线速度对时间的积分
[0112] St,=Jvdt'
[0113] 其中,St,为估算距离,t'为以一个脉冲为起点开始累积的时间(即当前时间与最 后一个经过所述固定参照物的预设角度终点的时间差);
[0114] d)通过下式计算当前行走装置的运行距离
[0115]S=St+St,
[0116] 其中,S为行走装置的运行距离。
[0117]a)-d)步骤的顺序可调换。
[0118] 第一种情况时,t' = 0,St,= 0。
[0119] 第二种情况时,由于此时下一个脉冲尚未输出,所以通过
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1