[发明专利]自动对靶变量喷雾控制系统、喷雾机及控制方法

权利要求书

1.一种基于自动对靶变量喷雾控制系统的控制方法，其特征在于，所述自动对靶变量喷雾控制系统包括控制模块、数据采集模块、输入/输出模块、喷雾机构以及风送机构；

所述数据采集模块包括激光雷达和旋转编码器，所述激光雷达用于采集靶标的位置和距离信息，所述旋转编码器用于采集喷雾机的位置信息、喷雾机的行驶速度和行驶距离；

所述控制模块包括控制器、树莓派和继电器，所述树莓派与激光雷达连接，所述控制器分别与树莓派、继电器、旋转编码器、输入/输出模块、风送机构的风机连接，所述继电器与喷雾机构的喷头组连接；

所述控制方法包括：

在人机交互界面选择喷雾模式；

若选择连续喷雾模式，在连续喷雾模式下选择风机转速，点击开启按钮，控制继电器，使电磁阀常开，连续喷雾；点击停止按钮，控制继电器，使电磁阀关闭，喷雾停止；

若选择对靶模式，在对靶模式下选择风机转速，启动喷雾机开始行走，激光雷达和旋转编码器开始采集并处理数据；

若采集到靶标信息，则根据处理得到的树冠体积信息和冠层疏密度信息，输出所需流量的脉冲宽度调制波控制对应的电磁阀频繁开闭，从而实现按需施药；若未采集到靶标信息，则控制继电器，使电磁阀关闭；

判断控制器是否继续工作，若停止工作，则结束喷雾；否则，返回人机交互界面选择喷雾模式。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述喷雾机构包括药箱、液泵、多路分水器、多个电磁阀以及多个喷头组，所述继电器数量、电磁阀数量和喷头组数量均为一一对应，所述药箱的输出端与液泵的输入端连接，所述液泵的输出端与多路分水器的输入端连接，所述多路分水器的每路输出端与一个电磁阀连接，每个继电器与控制器连接，并通过对应的电磁阀与对应的喷头组连接。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述风送机构包括多个风机，所述喷雾机构的喷头组数量与风机数量一一对应，喷雾机构的每个喷头组设置在对应风机的前部，所述多个风机与控制器连接。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述风送机构还包括仿形喷杆，所述多个风机设置在仿形喷杆上。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述激光雷达和旋转编码器开始采集并处理数据，具体为：

激光雷达采集靶标的位置和距离信息，旋转编码器采集喷雾机的位置信息、喷雾机的行驶速度和行驶距离，激光雷达每检测一次读取一次旋转编码器的值，得到完整的靶标三维信息；

根据靶标三维信息，计算得到树冠体积和冠层疏密度。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述激光雷达每检测一次读取一次旋转编码器的值，得到完整的靶标三维信息，具体包括：

激光雷达扫描对准果树树冠，由下到上一次扫描生成一条密集的测距点云数据；

激光雷达沿水平方向移动的过程，生成一系列测距点云数据；

将一系列测距点云数据按照对应旋转编码器采集的水平信息进行组合，得到完整的靶标三维信息。