[发明专利]自动对靶变量喷雾控制系统、喷雾机及控制方法

说明书

本发明公开了一种自动对靶变量喷雾控制系统、喷雾机及控制方法，所述系统包括控制模块、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；所述喷雾机包括上述的自动对靶变量喷雾控制系统。本发明系统可以根据树冠有无、树冠体积以及冠层疏密度实现靶标区域内喷施。

技术领域

本发明涉及一种自动对靶变量喷雾控制系统、喷雾机及控制方法，属于植保机械领域。

背景技术

传统施药采取过量喷施的方式来达到防止病虫害的目的，但此种方式造成了农药的大量浪费，一方面污染环境，另一方面造成农药残留量超标，带来十分严重的安全隐患。因此实现按需施药，精确施药就成了我们亟待解决的问题。目前对靶喷雾主要都是靶标区域内喷施，区域外不喷，而不能够根据树冠体积大小以及冠层疏密程度实时改变喷雾量，改变风机转速，实现按需施药。

中国发明专利申请(CN108575955A)公开了一种自动对靶喷雾控制系统，但这两种方式均只能实现对靶施药，不能实时根据树冠体积大小实现变量施药。

中国发明专利申请(CN106070155A)公开了一种基于PLC的自动对靶变量喷雾控制系统及其控制方法，该系统利用图像采集模块进行靶标信息采集，根据靶标面积，病虫害程度实现变量，处理时间较长，实时性不高。

中国发明专利(CN105486228B)公开了一种基于二维激光扫描仪的树木靶标体积实时测量方法，该方法仅提供了靶标体积的测量方法，没有涉及到冠层疏密程度以及具体的变量控制方法。

中国发明专利申请(CN108684634A)公开了一种基于体积特征预判的喷雾控制方法及系统，该系统测距模块分为独立的若干组，体积测量精度较低，且不涉及冠层疏密程度的测量方法。

因此，提供一种可以快速准确识别靶标体积和冠层疏密程度，实时变量喷雾的控制系统具有重要的意义。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种自动对靶变量喷雾控制系统，该系统可以根据树冠有无、树冠体积以及冠层疏密度实现靶标区域内喷施。

本发明的第二个目的在于提供一种包括上述系统的喷雾机。

本发明的第三个目的在于提供一种基于上述系统的控制方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种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。

进一步的，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。

进一步的，所述药箱与液泵之间设有安全阀。

进一步的，所述液泵上设有调压旋钮和压力表。