[发明专利]一种全自动施药船及均匀洒药方法

权利要求书

1.一种全自动施药船的均匀洒药方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：在确定作业池塘呈多边形的条件下，使用GPS/北斗导航系统测取目标作业区边界处各个角点经纬度坐标，通过回字形路径规划，确定其作业边界、作业圈数以及回字形作业路径；

第二步：根据GPS/北斗导航系统的天线位置S及全自动施药船航向，计算出药液覆盖区中点Q点的位置信息；具体步骤如下：

步骤2.1，由GPS/北斗导航系统可以获得当前GPS/北斗天线位置为S(x₀,y₀)及当前的航向角为由于喷头的存在，药液向前方呈一定角度喷洒，在施药船作业时，GPS/北斗天线与药液覆盖区中点Q存在相对水平距离为H；

步骤2.2，由于GPS/北斗导航装置与药液覆盖区中点Q处于同一条中轴线上，因此根据公式可得药液覆盖区中点Q(x₁,y₁)，计算公式为：

第三步：根据药液覆盖区域中点Q及自动施药船航向，通过实时插点算法得到施药船的跟踪目标点P，根据点到直线垂直交点的计算公式，得到药液覆盖区域中点Q的当前位置，在当前目标路径上的投影点，接着将上述投影点作为起点，再沿目标路径前进方向前伸一段距离可得到施药船的跟踪目标点P以及施药船航行时明轮的控制量，其中前伸的距离长度与施药船的船体尺寸、航行速度及明轮驱动力有关；

第四步：根据称重传感器测取药箱总重量，减去空药箱的重量后，可得到药箱中剩余药液重量，计算回字形路径总长度，结合药液总重量，可得到每单位长度的施药量；

第五步：根据全自动施药船转弯时，药液覆盖区中点Q的运动轨迹，确定转弯时的跟踪目标点及目标航向；

第六步：根据控制器和流量调节阀，对管道内的药液流量进行控制，使作业过程中作业路径上每单位长度施药量接近或者等于分配的药液重量，从而实现均匀洒药，具体步骤如下：

步骤6.1，根据施药船开始时得到的每单位长度路径施药量Q，通过GPS/北斗导航系统，可得到施药船的速度V，再通过流量调节阀对药液流量q大小进行调控，船速越快，使药液流量越大，药液流量与船速为正比关系：

q＝Q×V

步骤6.2，转弯处的药液量根据转弯路径的两个端点之间的折线长度计算，通过计算得到转弯路径的两个端点间的折线长度，再乘以每单位长度路径施药量Q后，可得到转弯处的药液量。

2.如权利要求1所述的一种全自动施药船的均匀洒药方法，其特征在于，所述第一步中通过回字形路径规划，确定其作业边界、作业圈数以及回字形作业路径，具体步骤如下：

步骤1.1，通过GPS/北斗导航系统确定池塘作业区域顶点,顺时针依次为A(x_α,y_α)、B(x_β,y_β)、C(x_γ,y_γ)、D(x_δ,y_δ)，上述四点即为施药船的作业边界顶点坐标；

步骤1.2，路径规划以回字形进行规划作业，从较长的矩形边开始进入规划作业，假设矩形窄边长为Y,施药船药液覆盖区宽度即作业幅宽为X，按照公式确定回字形圈数，即可完成规划作业；

步骤1.3，确定作业路径T₀→T₁→...→T_K-1→T_K→T_K+1→...→T_N，并且将路径段T₀→T₁为施药船起始的目标路径，此处T₀,T₁...T_N为规划出的直线路径拐点。