[发明专利]一种无人机察打一体除草方法

说明书

本发明公开了一种无人机察打一体除草方法，所述无人机察打一体除草方法包括如下步骤：田间生境数据获取，获取目标作业区域的作业规划信息，确定察打一体除草区域，并确定察打一体无人机航线，通过使用察打一体无人机获取光谱数据，将获取的光谱数据进行存储，备用；数据预处理；使用语义分割精准识别田间杂草。该种无人机察打一体除草方法，在实际作业过程中，通过无人机监测田间杂草同时快速地对田间杂草精准识别，能够为植保机械在田间提供准确的坐标信息，并且提供准确的施药比例，再根据田间杂草的长势情况变量科学地指导除草药剂的投入，在田间的有杂草的地点进行着重喷洒，达到节约农药以及除草的目的。

技术领域

本发明涉及一种无人机察打一体除草方法，具体为一种无人机察打一体除草方法，属于除草技术应用技术领域。

背景技术

农事是指耕地、施肥、播种、田间管理(除草、防倒伏、喷洒农药、病虫害防治、防寒、防冻、防旱、浇水、防涝、排灌)、收割、收获﹑贮藏、六畜管理(饲养、疾病预防)等农业生产活动；农业活动涵盖果蔬、花木、中草药、食用菌、粮油、水产、禽畜、农药、肥料、种子、农业机械与设施等行业。

当前农事作业过程中，进行除草作业主要有两种方式；其一，除草作业采用田间均匀喷洒除草药剂的方式进行除草作业，而且往往会过量施药，此种作业方式对于田间杂草长势情况没有完全顾及，导致易出现农药残留过多，造成农药的浪费，增加农事作业的成本，并且容易出现农作物药害的情况；其二，除草作业首先利用监测无人机监测田间杂草长势情况，生成田间杂草的监测数据和监测图，从而精确的识别出田间各点的杂草，然后生成变量施药处方图，以此依据通过施药无人机变量的喷洒除草剂除草，但是此种作业方式需要不同类型无人机非同步作业，造成了时间空间上的脱节，很可能在无人机除草作业时杂草有了新的变化，影响了施药的准确性。因此，针对上述问题提出一种无人机察打一体除草方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种无人机察打一体除草方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种无人机察打一体除草方法，所述无人机察打一体除草方法包括如下步骤：

(1)田间生境数据获取，获取目标作业区域的作业规划信息，确定察打一体除草区域，并确定察打一体无人机航线，通过使用察打一体无人机获取光谱数据，将获取的光谱数据进行存储，备用；

(2)数据预处理，对采集到的数据进行几何校正和辐射定标，数据的DN值转变为反射率；

(3)使用语义分割精准识别田间杂草，采用图像语义分割结构，通过Unet网络结合底层和高层的信息，而UNet两大特点是U型结构和跳跃连接，通过U型结构对应编码和解码，编码进行下采样，解码进行上采样，也就是将编码得到的高级语义特征图恢复到原图片的分辨率；编码后底层信息是低分辨率信息，提供分割目标在整个图像中上下文语义信息，细化得到分割的轮廓，在解码中使用到跳跃连接，补充信息的作用，为分割提供更加精细的特征，针对目标与背景分布不平衡、分类难度差异不同，进而损失函数使用FocalLoss，进而确定田间杂草；

(4)根据田间杂草长势情况变量喷洒除草药剂，根据语义分割精准识别出田间杂草，监测当前田块是否有草，然后确定是否施药；在施药策略上有草的地方施药，无草的地方分两种方法施药；其一，无草的地方不打药；其二，由于无人机监测的是植株冠层，可能会遮挡到底部的杂草，为保险起见，无草的地方打一定比例的药剂。

进一步地，所述步骤(1)中察打一体无人机选用的喷头雾化要适度，避免雾滴过大或者过小，雾滴过大，叶面布展着不好，且易滚落，雾滴过小，蒸发作用明显，导致药效不佳。

进一步地，所述步骤(1)中除草区域确定后需要制定目标航线，确定目标航向方便控制无人作业设备按照目标航线进行待播草种的植草作业。