CN106386762A - 一种农药雾化程度调节方法及系统 - Google Patents

一种农药雾化程度调节方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种农药雾化程度调节方法及系统。方法包括：获取机身外的环境温度；根据所述环境温度确定农药的蒸发量；获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度；根据所述蒸发量和所述目标雾化程度确定农药的初始雾化程度；根据所述初始雾化程度调节喷头的喷洒幅度。采用本申请方法及系统，可以克服环境温度对农药的雾化程度产生的影响，保证落到植物上的农药的药量在规定范围内。

Description

一种农药雾化程度调节方法及系统
技术领域
本发明涉及农业自动化领域，特别是涉及一种农药雾化程度调节方法及系统。
背景技术
在现有技术中，农药自动喷洒多采用无人机进行自动喷洒，整个喷洒过程，从无人机中喷洒出的农药的雾化程度都固定在一个值。然而，在空中漂浮的过程中，农药的雾化程度容易受到环境的影响，导致落到植物上的农药的药量与所需药量不一致。
发明内容
本发明为了保证农药落到植物上时的药量在规定范围内，提供一种根据实际环境自动调节农药雾化程度的方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种农药雾化程度调节方法，包括：
获取机身外的环境温度；
根据所述环境温度确定农药的蒸发量；
获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度；
根据所述蒸发量和所述目标雾化程度确定农药的初始雾化程度；
根据所述初始雾化程度调节喷头的喷洒幅度。
可选的，所述根据所述环境温度确定农药的蒸发量，具体包括：
获取农药颗粒表面的相对空气流速；所述相对空气流速为农药颗粒在下落过程中所述农药颗粒表面的空气相对所述农药颗粒的速度；
根据所述环境温度和所述相对空气流速确定农药的蒸发速度；
获取飞机的飞行高度；
根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量。
可选的，所述获取农药颗粒表面的相对空气流速，具体包括：
获取实际的风速；
获取农药的下落速度；
计算相对于所述农药的下落速度的空气流速，得到因农药下落产生的空气流速；
将所述因农药下落产生的空气流速和所述实际的风速进行矢量合成，得到所述相对空气流速。
可选的，所述根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量，具体包括：
根据所述农药的下落速度和所述飞行高度确定农药的下落时间；
根据所述蒸发速度和所述下落时间确定农药的蒸发量。
可选的，所述获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度，具体包括：
确定需要进行农药喷洒的喷洒区域；
确定所述喷洒区域内的植物类型；
根据所述植物类型确定植物所需要的农药的目标雾化程度。
本发明还公开了一种农药雾化程度调节系统，包括：
温度获取模块，用于获取机身外的环境温度；
蒸发量计算模块，用于根据所述环境温度确定农药的蒸发量；
目标雾化程度获取模块，用于获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度；
初始雾化程度计算模块，用于根据所述蒸发量和所述目标雾化程度确定农药的初始雾化程度；
调节模块，用于根据所述初始雾化程度调节喷头的喷洒幅度。
可选的，所述蒸发量计算模块包括：
相对空气流速获取单元，用于获取农药颗粒表面的相对空气流速；所述相对空气流速为农药颗粒在下落过程中所述农药颗粒表面的空气相对所述农药颗粒的速度；
蒸发速度计算单元，用于根据所述环境温度和所述相对空气流速确定农药的蒸发速度；
飞行高度获取单元，用于获取飞机的飞行高度；
蒸发量计算单元，用于根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量。
可选的，所述相对空气流速获取单元包括：
实际风速获取子单元，用于获取实际的风速；
下落速度获取子单元，用于获取农药的下落速度；
空气流速计算子单元，用于计算相对于所述农药的下落速度的空气流速，得到因农药下落产生的空气流速；
相对空气流速计算子单元，用于将所述因农药下落产生的空气流速和所述实际的风速进行矢量合成，得到所述相对空气流速。
可选的，所述蒸发量计算单元包括：
下落时间计算子单元，用于根据所述农药的下落速度和所述飞行高度确定农药的下落时间；
蒸发量计算子单元，用于根据所述蒸发速度和所述下落时间确定农药的蒸发量。
可选的，所述目标雾化程度获取模块，包括：
喷洒区域确定单元，用于确定需要进行农药喷洒的喷洒区域；
植物类型确定单元，用于确定所述喷洒区域内的植物类型；
目标雾化程度确定单元，用于根据所述植物类型确定植物所需要的农药的目标雾化程度。
根据本发明提供的具体实施例，克服环境温度对农药的雾化程度产生的影响，保证落到植物上的农药的药量在规定范围内，同时本发明还具体公开了以下技术效果：通过对风速和农药颗粒下落速度的考虑，实时计算农药颗粒表面的空气流速，不仅考虑到温度对蒸发速度的影响，还考虑到农药颗粒表面的空气流速对蒸发量的影响，使蒸发速度的计算更加准确，进而能够更加准确的控制落到植物上的药量。通过根据植物类型确定目标雾化程度，使得本申请的方法及系统可以根据植物类型进行农药药量的控制，进而使得本申请的技术方案更具有实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种农药雾化程度调节方法实施例的方法流程图；
图2为本发明一种农药雾化程度调节方法实施例的蒸发量确定方法流程图；
图3为本发明一种农药雾化程度调节方法实施例的相对空气流速确定方法流程图；
图4为本发明一种农药雾化程度调节方法实施例的获取实际的风速的方法流程图；
图5为本发明一种农药雾化程度调节系统实施例的系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种农药雾化程度调节方法及系统。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种农药雾化程度调节方法实施例的方法流程图。
参见图1，该农药雾化程度调节方法，包括：
步骤101：获取机身外的环境温度，具体为：获取机身外的温度传感器或者气象探头检测到的环境温度；
步骤102：根据所述环境温度确定农药的蒸发量；
步骤103：获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度；
步骤104：根据所述蒸发量和所述目标雾化程度确定农药的初始雾化程度；所述初始雾化程度为农药从喷头喷出的瞬间的雾化程度；
步骤105：根据所述初始雾化程度调节喷头的喷洒幅度。
本发明的通过温度确定农药的蒸发量，从而克服环境温度对农药的雾化程度产生的影响，保证落到植物上的农药的药量在规定范围内。
图2为本发明一种农药雾化程度调节方法实施例的蒸发量确定方法流程图。
参见图2，所述根据所述环境温度确定农药的蒸发量，具体包括：
步骤201：获取农药颗粒表面的相对空气流速；所述相对空气流速为农药颗粒在下落过程中所述农药颗粒表面的空气相对所述农药颗粒的速度；
步骤202：根据所述环境温度和所述相对空气流速确定农药的蒸发速度；
步骤203：获取飞机的飞行高度，具体为获取雷达或激光测距仪检测到的飞机的飞行高度；
步骤204：根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量。
温度越高，蒸发速度越快；农药颗粒表面的相对空气流速越大，蒸发速度越快。在低空进行农药喷洒过程中，环境温度和相对空气流速是蒸发速度的主要影响因素。本申请将两个因素都考虑到，真正实现了农药蒸发速度和蒸发量的准确计算，从而保证了对落到植物上的农药雾化程度的准确掌控。
图3为本发明一种农药雾化程度调节方法实施例的相对空气流速确定方法流程图。
参见图3，所述获取农药颗粒表面的相对空气流速，具体包括：
步骤301：获取实际的风速；
步骤302：获取农药的下落速度；这里考虑普通大小的农药颗粒的下落速度，因农药颗粒大小的上下范围差别不大，对下落速度的影响不大，因此采用普通大小的农药颗粒的下落速度代表各种大小的农药颗粒的下落速度；农药颗粒在下落过程中会受到风力的影响、空气阻力的影响和空气浮力的影响，这里农药的下落加速度的计算过程需要将风力的影响、空气阻力的影响和空气浮力的影响都考虑进去；
步骤303：计算相对于所述农药的下落速度的空气流速，得到因农药下落产生的空气流速；
步骤304：将所述因农药下落产生的空气流速和所述实际的风速进行矢量合成，得到所述相对空气流速。
图4为本发明一种农药雾化程度调节方法实施例的获取实际的风速的方法流程图。
参见图4，所述获取实际的风速，具体包括：
步骤401：获取飞机飞行过程中机身上风速检测装置测得的风速；
步骤402：获取飞机飞行的速度；
步骤403：计算与所述飞机飞行的速度大小相等且方向相反的矢量，得到因飞机飞行产生的风速；
步骤404：将所述风速检测装置测得的风速和所述因飞机飞行产生的风速进行矢量相减得到所述实际的风速。
现有技术中风速的测量都是通过静止的风速检测装置或气象探头检测风速，没有任何一种技术可以实现在运动物体上实现风速的准确检测。因此，本申请的该技术方案突破了现有技术中对风速测量的研究瓶颈，实现了技术上的飞跃。
可选的，所述获取农药的下落速度，具体包括：
根据所述实际的风速计算因风力产生的加速度，得到横向加速度；
获取空气阻力和空气浮力；
计算因空气阻力和空气浮力产生的加速度，得到阻尼加速度；
根据横向加速度、阻尼加速度和重力加速度计算农药的下落速度。
可选的，所述根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量，具体包括：
根据所述农药的下落速度和所述飞行高度确定农药的下落时间；
根据所述蒸发速度和所述下落时间确定农药的蒸发量。
可选的，所述获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度，具体包括：
确定需要进行农药喷洒的喷洒区域；
确定所述喷洒区域内的植物类型；
根据所述植物类型确定植物所需要的农药的目标雾化程度。
通过根据植物类型确定目标雾化程度，使得本申请的方法及系统可以根据植物类型进行农药药量的控制，进而使得本申请的技术方案更具有实用性。
图5为本发明一种农药雾化程度调节系统实施例的系统结构图。
参见图5，该农药雾化程度调节系统，包括：
温度获取模块501，用于获取机身外的环境温度；
蒸发量计算模块502，用于根据所述环境温度确定农药的蒸发量；
目标雾化程度获取模块503，用于获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度；
初始雾化程度计算模块504，用于根据所述蒸发量和所述目标雾化程度确定农药的初始雾化程度；
调节模块505，用于根据所述初始雾化程度调节喷头的喷洒幅度。
本发明的通过温度确定农药的蒸发量，从而克服环境温度对农药的雾化程度产生的影响，保证落到植物上的农药的药量在规定范围内。
可选的，所述蒸发量计算模块502包括：
相对空气流速获取单元5021，用于获取农药颗粒表面的相对空气流速；所述相对空气流速为农药颗粒在下落过程中所述农药颗粒表面的空气相对所述农药颗粒的速度；
蒸发速度计算单元5022，用于根据所述环境温度和所述相对空气流速确定农药的蒸发速度；
飞行高度获取单元5023，用于获取飞机的飞行高度；
蒸发量计算单元5024，用于根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量。
温度越高，蒸发速度越快；农药颗粒表面的相对空气流速越大，蒸发速度越快。在低空进行农药喷洒过程中，环境温度和相对空气流速是蒸发速度的主要影响因素。本申请将两个因素都考虑到，真正实现了农药蒸发速度和蒸发量的准确计算，从而保证了对落到植物上的农药雾化程度的准确掌控。
可选的，所述相对空气流速获取单元5021包括：
实际风速获取子单元50211，用于获取实际的风速；
下落速度获取子单元50212，用于获取农药的下落速度；
空气流速计算子单元50213，用于计算相对于所述农药的下落速度的空气流速，得到因农药下落产生的空气流速；
相对空气流速计算子单元50214，用于将所述因农药下落产生的空气流速和所述实际的风速进行矢量合成，得到所述相对空气流速。
可选的，所述蒸发量计算单元5024包括：
下落时间计算子单元50241，用于根据所述农药的下落速度和所述飞行高度确定农药的下落时间；
蒸发量计算子单元50242，用于根据所述蒸发速度和所述下落时间确定农药的蒸发量。
可选的，所述目标雾化程度获取模块503，包括：
喷洒区域确定单元5031，用于确定需要进行农药喷洒的喷洒区域；
植物类型确定单元5032，用于确定所述喷洒区域内的植物类型；
目标雾化程度确定单元5033，用于根据所述植物类型确定植物所需要的农药的目标雾化程度。
通过根据植物类型确定目标雾化程度，使得本申请的方法及系统可以根据植物类型进行农药药量的控制，进而使得本申请的技术方案更具有实用性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种农药雾化程度调节方法，其特征在于，包括：
获取机身外的环境温度；
根据所述环境温度确定农药的蒸发量；
获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度；
根据所述蒸发量和所述目标雾化程度确定农药的初始雾化程度；
根据所述初始雾化程度调节喷头的喷洒幅度。
2.根据权利要求1所述的一种农药雾化程度调节方法，其特征在于，所述根据所述环境温度确定农药的蒸发量，具体包括：
获取农药颗粒表面的相对空气流速；所述相对空气流速为农药颗粒在下落过程中所述农药颗粒表面的空气相对所述农药颗粒的速度；
根据所述环境温度和所述相对空气流速确定农药的蒸发速度；
获取飞机的飞行高度；
根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量。
3.根据权利要求2所述的一种农药雾化程度调节方法，其特征在于，所述获取农药颗粒表面的相对空气流速，具体包括：
获取实际的风速；
获取农药的下落速度；
计算相对于所述农药的下落速度的空气流速，得到因农药下落产生的空气流速；
将所述因农药下落产生的空气流速和所述实际的风速进行矢量合成，得到所述相对空气流速。
4.根据权利要求3所述的一种农药雾化程度调节方法，其特征在于，所述根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量，具体包括：
根据所述农药的下落速度和所述飞行高度确定农药的下落时间；
根据所述蒸发速度和所述下落时间确定农药的蒸发量。
5.根据权利要求1所述的一种农药雾化程度调节方法，其特征在于，所述获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度，具体包括：
确定需要进行农药喷洒的喷洒区域；
确定所述喷洒区域内的植物类型；
根据所述植物类型确定植物所需要的农药的目标雾化程度。
6.一种农药雾化程度调节系统，其特征在于，包括：
温度获取模块，用于获取机身外的环境温度；
蒸发量计算模块，用于根据所述环境温度确定农药的蒸发量；
目标雾化程度获取模块，用于获取喷洒区域内的植物所需要的农药的目标雾化程度；
初始雾化程度计算模块，用于根据所述蒸发量和所述目标雾化程度确定农药的初始雾化程度；
调节模块，用于根据所述初始雾化程度调节喷头的喷洒幅度。
7.根据权利要求6所述的一种农药雾化程度调节系统，其特征在于，所述蒸发量计算模块包括：
相对空气流速获取单元，用于获取农药颗粒表面的相对空气流速；所述相对空气流速为农药颗粒在下落过程中所述农药颗粒表面的空气相对所述农药颗粒的速度；
蒸发速度计算单元，用于根据所述环境温度和所述相对空气流速确定农药的蒸发速度；
飞行高度获取单元，用于获取飞机的飞行高度；
蒸发量计算单元，用于根据所述蒸发速度和所述飞行高度确定农药的蒸发量。
8.根据权利要求7所述的一种农药雾化程度调节系统，其特征在于，所述相对空气流速获取单元包括：
实际风速获取子单元，用于获取实际的风速；
下落速度获取子单元，用于获取农药的下落速度；
空气流速计算子单元，用于计算相对于所述农药的下落速度的空气流速，得到因农药下落产生的空气流速；
相对空气流速计算子单元，用于将所述因农药下落产生的空气流速和所述实际的风速进行矢量合成，得到所述相对空气流速。
9.根据权利要求8所述的一种农药雾化程度调节系统，其特征在于，所述蒸发量计算单元包括：
下落时间计算子单元，用于根据所述农药的下落速度和所述飞行高度确定农药的下落时间；
蒸发量计算子单元，用于根据所述蒸发速度和所述下落时间确定农药的蒸发量。
10.根据权利要求6所述的一种农药雾化程度调节系统，其特征在于，所述目标雾化程度获取模块，包括：
喷洒区域确定单元，用于确定需要进行农药喷洒的喷洒区域；
植物类型确定单元，用于确定所述喷洒区域内的植物类型；
目标雾化程度确定单元，用于根据所述植物类型确定植物所需要的农药的目标雾化程度。
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