1.本发明涉及施肥管理领域，尤其涉及一种应用比例识别的空域作业系统。
背景技术：
2.施肥，是指将肥料施于土壤中或喷洒在植物上，提供植物所需养分，并保持和提高土壤肥力的农业技术措施。施肥的主要目的是增加作物产量，改善作物品质，培肥地力以及提高经济效益，因此合理和科学施肥是保障粮食安全和维护农业可持续性发展的主要手段之一。
3.施肥的主要依据是土壤肥力水平、作物类型、目标产量、气候环境以及肥料特点，从而选择合适的肥料，估算所需要肥料用量，并确定施肥时间和施肥模式。依据施肥时间的不同，可分为基肥和追肥，依据施肥模式的不同可分为撒施、冲施、穴施、条施等；撒施和冲施有利于养分的扩散，施用方便，但养分损失大，利用率较低；穴施和条施养分损失少，利用率高，但要消耗一定的机械能；随着现代精准农业的发展，精确施肥也得到了快速发展，并将成为一种重要的施肥模式。
4.现有技术中，在采用无人机执行空域施肥时，虽然能够提升施肥效率和速度，在短时间内完成多块农田的施肥操作，然而，对于每一块农田的施肥量的控制精度较差，施肥模式单一，例如，一般采用基于农田面积的施肥量决策模式，而没有考虑到每一块农田的具体植株的生长情况，实际上，如果农田内黄叶比例越高，需要的肥料剂量更多。
技术实现要素：
5.相比较于现有技术，本发明至少具有以下两个重要发明点：
6.(1)在对当前待施肥农田执行与所述待施肥农田对应面积成正比的肥料剂量计算的同时，基于农田黄叶比例修正最终肥料剂量的计算结果，农田黄叶比例的数值越大，修正后的最终肥料剂量增加的幅度越大，从而对存在较多虚弱的黄叶的农田区域增加更多的施肥量；
7.(2)引入智能化无人飞行器，包括内容存储机构、方向控制机构、高度控制机构、速度控制机构、导航检测机构、高度测量机构、视觉捕获机构和计算机控制机构，用于为空域的智能化施肥操作提供操作平台。
8.根据本发明的一方面，提供了一种应用比例识别的空域作业系统，所述系统包括：
9.智能化无人飞行器，包括内容存储机构、方向控制机构、高度控制机构、速度控制机构、导航检测机构、高度测量机构、视觉捕获机构和计算机控制机构，所述导航检测机构用于提供所述智能化无人飞行器的当前导航数据，所述内容存储机构用于存储作为所述智能化无人飞行器飞行目标区域的各个待施肥农田的预设导航数据范围；
10.所述计算机控制机构分别与所述导航检测机构、所述方向控制机构和所述内容存储机构连接，用于基于所述导航检测机构提供的当前导航数据与所述内容存储机构提供的每一个待施肥农田的预设导航数据范围之间的差值调节提供给所述方向控制机构的目标
飞行方向以使得所述智能化无人飞行器飞行所述待施肥农田，所述计算机控制机构还用于在所述当前导航数据与某一个待施肥农田的预设导航数据范围的中心位置的导航数据匹配时，发出第一驱动命令，否则，发出第二驱动命令；
11.所述计算机控制机构还与所述速度控制机构连接，用于发出所述第一驱动命令的同时，驱动所述速度控制机构以使得所述智能化无人飞行器处于悬停状态；
12.所述视觉捕获机构与所述计算机控制机构连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，实现对所述智能化无人飞行器正下方的待施肥农田的可视化捕获操作，以获得空域捕获画面；
13.叶体检测机构，设置在所述智能化无人飞行器的控制台内，与所述视觉捕获机构连接，用于基于待施肥农田对应农作物的叶体标准图片在所述空域捕获画面中搜索出各个叶体对象分别所在的各个叶体成像区域；
14.颜色判断机构，与所述叶体检测机构连接，用于对每一个叶体对象执行以下操作：获取构成所述叶体对象的每一个像素点的在cmyk空间下的黄色分量，将构成所述叶体对象的各个像素点分别对应的各个黄色分量执行中间值获取操作，并在获取的中间值大于等于预设黄色分量数值时，判断所述叶体对象为黄色叶体对象，否则，判断所述叶体对象为非黄色叶体对象；
15.比例辨识设备，与所述颜色判断机构连接，用于计算所述空域捕获画面中黄色叶体对象占据各个叶体对象的数值比例以作为当前黄叶比例输出；
16.肥量解析设备，与所述比例辨识设备连接，用于在对所述待施肥农田执行与所述待施肥农田对应面积成正比的肥料剂量计算的同时，基于当前黄叶比例修正最终肥料剂量的计算结果；
17.其中，在对所述待施肥农田执行与所述待施肥农田对应面积成正比的肥料剂量计算的同时，基于当前黄叶比例修正最终肥料剂量的计算结果包括：当前黄叶比例的数值越大，修正后的最终肥料剂量增加的幅度越大。
18.本发明的应用比例识别的空域作业系统设计紧凑、应用广泛。由于能够在采用无人机执行空域施肥时根据每一块农田的具体植株的生长情况修正最终施肥剂量，从而实现对每一块农田施肥量的自适应控制。
具体实施方式
19.下面将对本发明的应用比例识别的空域作业系统的实施方案进行详细说明。
20.增加土壤养分无论施用有机肥料或无机肥料都能增加土壤养分。无机肥料大多易于溶解，施用后除部分为土壤吸收保蓄外，作物可以立即吸收。而有机肥料，除少量养分可供作物直接吸收外，大多数须经微生物分解，作物方能利用。在分解过程中，会产生二氧化碳以及各种有机酸和无机酸。二氧化碳除被植物吸收外，溶解在土壤水分中形成的碳酸和其它各种有机酸、无机酸都有促进土壤中某些难溶性矿质养分溶解的作用，从而增加土壤中有效养分的含量。有些肥料(如石灰、石膏)除直接增加土壤养分，还能通过调节土壤反应，提高土壤中有效养分的含量。
21.改善土壤结构施用有机肥料和含钙质多的肥料，除了能增加土壤养分外，还能促进土壤团粒结构的形成。因为有机肥料在土中微生物的作用下，进行矿化作用增加土中有
效养分，同时，增加土壤腐殖质含量。腐殖质在土中遇到钙离子就会和土粒凝聚在一起形成水稳定性团粒结构。改善粘土的坚实板结以及沙土的跑水漏肥等不良性状，提高土壤肥力。
22.现有技术中，在采用无人机执行空域施肥时，虽然能够提升施肥效率和速度，在短时间内完成多块农田的施肥操作，然而，对于每一块农田的施肥量的控制精度较差，施肥模式单一，例如，一般采用基于农田面积的施肥量决策模式，而没有考虑到每一块农田的具体植株的生长情况，实际上，如果农田内黄叶比例越高，需要的肥料剂量更多。
23.为了克服上述不足，本发明搭建了一种应用比例识别的空域作业系统，能够有效解决相应的技术问题。
24.根据本发明实施方案示出的应用比例识别的空域作业系统包括：
25.智能化无人飞行器，包括内容存储机构、方向控制机构、高度控制机构、速度控制机构、导航检测机构、高度测量机构、视觉捕获机构和计算机控制机构，所述导航检测机构用于提供所述智能化无人飞行器的当前导航数据，所述内容存储机构用于存储作为所述智能化无人飞行器飞行目标区域的各个待施肥农田的预设导航数据范围；
26.所述计算机控制机构分别与所述导航检测机构、所述方向控制机构和所述内容存储机构连接，用于基于所述导航检测机构提供的当前导航数据与所述内容存储机构提供的每一个待施肥农田的预设导航数据范围之间的差值调节提供给所述方向控制机构的目标飞行方向以使得所述智能化无人飞行器飞行所述待施肥农田，所述计算机控制机构还用于在所述当前导航数据与某一个待施肥农田的预设导航数据范围的中心位置的导航数据匹配时，发出第一驱动命令，否则，发出第二驱动命令；
27.所述计算机控制机构还与所述速度控制机构连接，用于发出所述第一驱动命令的同时，驱动所述速度控制机构以使得所述智能化无人飞行器处于悬停状态；
28.所述视觉捕获机构与所述计算机控制机构连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，实现对所述智能化无人飞行器正下方的待施肥农田的可视化捕获操作，以获得空域捕获画面；
29.叶体检测机构，设置在所述智能化无人飞行器的控制台内，与所述视觉捕获机构连接，用于基于待施肥农田对应农作物的叶体标准图片在所述空域捕获画面中搜索出各个叶体对象分别所在的各个叶体成像区域；
30.颜色判断机构，与所述叶体检测机构连接，用于对每一个叶体对象执行以下操作：获取构成所述叶体对象的每一个像素点的在cmyk空间下的黄色分量，将构成所述叶体对象的各个像素点分别对应的各个黄色分量执行中间值获取操作，并在获取的中间值大于等于预设黄色分量数值时，判断所述叶体对象为黄色叶体对象，否则，判断所述叶体对象为非黄色叶体对象；
31.比例辨识设备，与所述颜色判断机构连接，用于计算所述空域捕获画面中黄色叶体对象占据各个叶体对象的数值比例以作为当前黄叶比例输出；
32.肥量解析设备，与所述比例辨识设备连接，用于在对所述待施肥农田执行与所述待施肥农田对应面积成正比的肥料剂量计算的同时，基于当前黄叶比例修正最终肥料剂量的计算结果；
33.其中，在对所述待施肥农田执行与所述待施肥农田对应面积成正比的肥料剂量计算的同时，基于当前黄叶比例修正最终肥料剂量的计算结果包括：当前黄叶比例的数值越
大，修正后的最终肥料剂量增加的幅度越大。
34.接着，继续对本发明的应用比例识别的空域作业系统的具体结构进行进一步的说明。
35.在所述应用比例识别的空域作业系统中，还包括：
36.施肥执行机构，设置在所述智能化无人飞行器的底部，与所述肥量解析设备连接，用于基于计算获得的最终肥料剂量向所述待施肥农田执行相应的空中施肥操作。
37.在所述应用比例识别的空域作业系统中：
38.获取构成所述叶体对象的每一个像素点的在cmyk空间下的黄色分量，将构成所述叶体对象的各个像素点分别对应的各个黄色分量执行中间值获取操作，并在获取的中间值大于等于预设黄色分量数值时，判断所述叶体对象为黄色叶体对象，否则，判断所述叶体对象为非黄色叶体对象包括：对构成所述叶体对象的各个像素点分别对应的各个黄色分量执行从小到大的数值排序，以获得黄色分量队列。
39.在所述应用比例识别的空域作业系统中：
40.获取构成所述叶体对象的每一个像素点的在cmyk空间下的黄色分量，将构成所述叶体对象的各个像素点分别对应的各个黄色分量执行中间值获取操作，并在获取的中间值大于等于预设黄色分量数值时，判断所述叶体对象为黄色叶体对象，否则，判断所述叶体对象为非黄色叶体对象还包括：将位于所述黄色分量队列的中间位置的黄色分量作为所述获取的中间值。
41.在所述应用比例识别的空域作业系统中：
42.在对所述待施肥农田执行与所述待施肥农田对应面积成正比的肥料剂量计算的同时，基于当前黄叶比例修正最终肥料剂量的计算结果包括：计算与所述待施肥农田对应面积成正比的肥料剂量，基于当前黄叶比例修正所述肥料剂量以获得最终肥料剂量。
43.在所述应用比例识别的空域作业系统中：
44.所述计算机控制机构还用于在发出所述第二驱动命令的同时，驱动所述速度控制机构以使得所述智能化无人飞行器退出悬停状态。
45.在所述应用比例识别的空域作业系统中：
46.所述视觉捕获机构还用于在接收到所述第二驱动命令时，终止实现对所述智能化无人飞行器正下方的待施肥农田的可视化捕获操作。
47.在所述应用比例识别的空域作业系统中：
48.所述高度测量机构用于测量所述智能化无人飞行器的当前飞行高度，所述高度控制机构与所述高度测量机构连接。
49.在所述应用比例识别的空域作业系统中：
50.所述高度控制机构用于基于所述高度测量机构的输出结果实现对所述智能化无人飞行器的飞行高度的实时调节。
51.另外，在所述应用比例识别的空域作业系统中，印刷四色模式是彩色印刷时采用的一种套色模式，利用色料的三原色混色原理，加上黑色油墨，共计四种颜色混合叠加，形成所谓
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全彩印刷
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。四种标准颜色是：c：cyan＝青色，又称为
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天蓝色
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或是
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湛蓝
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；m：magenta＝品红色，又称为
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洋红色
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；y：yellow＝黄色；k：black＝黑色，虽然有文献解释说这里的k应该是key color(定位套版色)，但其实是和制版时所用的定位套版观念混淆而有
此一说。此处缩写使用最后一个字母k而非开头的b，是为了避免与blue混淆。cmyk模式是减色模式，相对应的rgb模式是加色模式。
52.从前文所述应了解，尽管为了说明的目的，在此描述了本发明的具体实施例，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。因此，本发明仅受所附的权利要求书的限制。