[发明专利]一种基于喷药机械臂的喷药控制方法及系统

说明书

本发明公开一种基于喷药机械臂的喷药控制方法及系统，所述喷药控制方法包括：构建喷药机械臂的目标函数；建立所述目标函数的约束条件；根据所述目标函数和所述约束条件确定最优路径模型；根据所述最优路径模型确定最优目标函数值；确定所述最优目标函数值对应的第二角度和第三角度；根据所述第二角度和所述第三角度调整喷药机械臂进行喷药。本发明根据第二角度和第三角度调整机械臂每个关节转动相应的角度，进而定位到目标农作物根部位置对植株和病害部位进行对靶变量施药，实现较为精准喷药。

技术领域

本发明涉及喷药控制技术领域，特别是涉及一种基于喷药机械臂的喷药控制方法及系统。

背景技术

目前，中国植保机械80％仍为背负式等手动喷雾器，“跑、冒、滴、漏”现象严重，农药利用率只有20％左右，同时因施药中毒人数每年都在递增，特别是在温室等设施农业环境。现有的最热门施药方式为植保无人机低空施药，主要为人力喷洒，大范围铺盖，药量消耗大，农药利用率低，对土壤环境影响很大。

基于上述问题，如何针对植株和病害部位进行对靶变量施药成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于喷药机械臂的喷药控制方法及系统，以提高喷药的精准度。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于喷药机械臂的喷药控制方法，所述喷药控制方法包括：

构建喷药机械臂的目标函数；

建立所述目标函数的约束条件；

根据所述目标函数和所述约束条件确定最优路径模型；

根据所述最优路径模型确定最优目标函数值；

确定所述最优目标函数值对应的第二角度和第三角度；

根据所述第二角度和所述第三角度调整喷药机械臂进行喷药。

可选的，所述构建喷药机械臂的目标函数，具体包括：

根据喷药机械臂确定喷药机械臂的转角关系；

根据喷药机械臂的转角关系确定喷药机械臂的目标函数。

可选的，所述根据所述喷药机械臂确定喷药机械臂的转角关系，具体包括：

根据所述喷药机械臂构建喷药机械臂的三维模型；

将所述三维模型转换成二维模型；

根据所述二维模型确定喷药机械臂的转角关系。

可选的，所述根据所述目标函数和所述约束条件确定最优路径模型，具体公式为：

st.-π＜θ₂＜π

-π＜θ₃＜π

其中，l₁为水平底座关节O与竖直关节A之间支杆的长度，l₂为竖直关节A与竖直关节B之间支杆的长度，l₃为竖直关节B与末端执行器之间支杆的长度，θ₂为竖直关节轴A的转角值，θ₃为竖直关节轴B的转角值，(x,y,z)为末端位置的空间坐标值，(x₀,y₀,z₀)为农作物根部点坐标。

可选的，所述喷药机械臂的转角关系为：