[发明专利]一种农药沉积量检测方法、装置及数据采集组合装置

说明书

本发明公开了一种农药沉积量检测方法、装置及数据采集组合装置，属于农药沉积量检测技术领域。一种用于靶向施药的农药沉积量检测方法，包括以下步骤：a.特征波段确定；b.定制特征波光源和特征波带通滤光片；c.采集特征波～农药浓度对应数据；d.获取特征波‑农药沉积量关系模型；e.对农作物的农药沉积量进行现场检测。一种特征波数据采集组合装置，组合装置包括四个结构相同的摄像装置。一种用于靶向施药的农药沉积量检测装置，包括上述的四个摄像装置和控制电路，控制电路包括单片机MCU和启动开关。具有方便快捷，检测效率高等特点。

技术领域

本发明涉及农药沉积量检测技术领域。

背景技术

在田间农药喷洒作业过程中，采用无人机喷药可能在非航线药量较小，或者受天气(如，风向、风速、降雨等)原因影响较大，农药从药液箱喷出向靶标植物叶片传递的整个过程中，药液要经过雾化、飞行、撞击、反弹等一系列过程。在这个过程中不可避免的会出现农药雾滴漂移、雾滴蒸发、雾滴流失等的农药损耗；因此，大部分的农药雾滴难以到达预定的靶标叶片上，从而限制了药效的发挥。需要对农药沉积量进行检测，进而有针对性的进行补药调整，在现有的农药施用技术条件下，常把作物的冠层作为研究农药沉积率的靶标，因而根据沉积量大小进行农药补药是进行靶向施药的重要手段。

目前的农药沉积量检测常采用酶抑制原理和光电比色法等方法，以酶抑制为原理的检测方法需将农作物叶片采摘处理后测定农药沉积量，是离线检测方法，无法做到实时快速无损检测，对大田农作物农药沉积量检测带来不便。光谱检测方法通常有实验室检测和野外检测两种，实验室检测需搭建暗室，排除可见光干扰，采摘待测作物叶片进行检测，虽然无需损坏叶片，但无法做到在田间实时检测。而采用便携式光谱仪进行野外检测，外界可见光具有一定干扰，且光谱仪造价昂贵，不适于农业生产实践。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种农药沉积量检测方法、装置及数据采集组合装置，可在现场对农药沉积量实现直接检测，具有方便快捷，检测效率高等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用于靶向施药的农药沉积量检测方法，包括以下步骤：

a.特征波段确定，配置不同浓度的农药溶液，选取一组农作物叶片，将各叶片喷涂不同浓度的农药溶液，以在各叶片上形成不同浓度的农药沉积量，从而形成特征波段采样样本，在暗室环境中采用复合光源照射各叶片，通过光谱仪采集以叶片为载体的农药沉积量反射率数据与波长数据，利用主成分分析法，确定最能反应不同农药沉积量反射特征波的四个特征波段；

b.定制特征波光源和特征波带通滤光片，针对四个特征波段的每个特征波段的波长，分别定制与之相对应的特征波光源和特征波带通滤光片，所定制的四个特征波光源和四个特征波带通滤光片各自仅能发出或通过与其相对应的特征波段的波长的光；

c.采集特征波～农药浓度对应数据，根据农作物叶片农药沉积量的检测范围，配置不同浓度的农药溶液，选取一组农作物叶片，在该组叶片中的各叶片上分别喷涂不同浓度的农药溶液，以在各叶片上形成不同浓度的农药沉积量，使该组中各农作物叶片的农药沉积量整体上离散的覆盖农作物叶片农药沉积量的检测范围，从而形成特征波～农药沉积量浓度对应数据采集样本，对该样本中每一片叶片的四个特征波段的光反射强度数据进行采集，特征波段的光反射强度数据采集方法为：分别通过四个特征波光源对载有不同农药沉积量的各叶片进行照射，并采用相机透过每种特征波光源所对应的特征波带通滤光片进行拍摄，从而以图像信息形式采集到以叶片为载体的各浓度的农药沉积量所对应的四个特征波段的光反射强度数据；

d.获取特征波-农药沉积量关系模型，将步骤c中获取的各浓度的农药沉积量及其所对应的四种特征波段的光反射强度数据分别导入CNN卷积神经网络进行深度学习训练，系统自动生成农药沉积量与四种特征波段的光反射强度数据对应关系，从而得到以四个特征波段的光反射强度数据为输入，农药沉积量为输出的特征波-农药沉积量关系模型；