CN108482676B - 一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及植保无人机技术领域，具体涉及一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置及调控方法。该自适应喷幅调控装置可拆卸地固接在多旋翼植保无人机的各旋翼支撑杆的正下方；所述自适应喷幅调控装置包括外壳、朝向地面的喷头和自动控制系统；所述喷头与外壳构成滑动连接，能够沿外壳的长度方向自由移动；所述喷头上设置有朝向地面的激光传感器；所述喷头根据果树最大冠径所在截面边缘轮廓通过自动控制系统自适应调控移动位置。本发明实现喷幅随果树最大冠径所在截面边缘轮廓的自适应调控，施药精准、减少药液向非靶标区域的飘移、降低土壤农药残留、提高雾滴的分布均匀性及农药利用率。

Description

一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置及方法
技术领域
本发明涉及植保无人机技术领域，具体涉及一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置及方法。
背景技术
目前，随着农业生产的规模化、智能化及现代化发展，安全高效、低成本的植保无人机已经越来越多地被运用到农业作业中。多旋翼植保无人机以操控简单、对起降条件要求低、飞行稳定、易悬停及价格相对较低等优势得以广泛应用，但是其在果树园林植保领域的应用还存在诸多问题。基于果树的生物学特性差异，不同种类果树的树冠形状不同，且最大冠径(胸径)存在较大差异，同一种果树在不同生长时期冠径不一致，果树最大冠径所在截面边缘轮廓不规则；基于无人机作业方式，只能飞行于树冠顶部自上而下地进行农药喷施，这就要求喷幅能够与果树最大冠径所在截面边缘轮廓进行匹配。综述以上情况，采用多旋翼植保无人机对果树进行农药喷施，需要保证喷幅能够随不同果树最大冠径所在截面边缘轮廓进行实时自适应调控，使二者能够精确匹配作业，达到植保无人机精准施药、减少农药向非靶标区域的飘移、降低土壤农药残留，提高农药利用率等有益效果。
发明内容
针对当前多旋翼植保无人机喷幅无法根据果树最大冠径所在截面边缘轮廓进行自适应调控的问题，本发明的目的在于提供一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置及方法，以期解决当前多旋翼植保无人机喷幅无法根据果树最大冠径所在截面边缘轮廓进行自适应调控的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置，包括多旋翼植保无人机4，所述多旋翼植保无人机4具有多个旋翼支撑杆3。该自适应喷幅调控装置1可拆卸地固接在多旋翼植保无人机4的各旋翼支撑杆3的正下方；
所述自适应喷幅调控装置1包括外壳101、朝向地面的喷头102和自动控制系统；
外壳101的长度方向沿其所固接的各旋翼支撑杆3的方向延伸；
所述喷头102与外壳101构成滑动连接，能够沿外壳101的长度方向自由移动；
所述喷头102上设置有朝向地面的激光传感器111；
所述喷头102根据果树最大冠径所在截面边缘轮廓通过自动控制系统自适应调控移动位置。
所述自适应喷幅调控装置1进一步包括喷头移动装置和限位开关112；所述喷头移动装置包括步进电机103、主动同步齿形带轮104、从动同步齿形带轮105、同步齿形带106、压带板107、内轨道108和外轨道109；
所述主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105分别设置在自适应喷幅调控装置1的两端，并分别与外壳101转动连接；所述步进电机103与外壳101固接，步进电机103的动力输出轴与主动同步齿形带轮104连接；所述同步齿形带106套接在主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105之间，其中，位于上方的部分为上层带，位于下方的部分为下层带；
所述喷头102的顶部通过压带板107与同步齿形带106的下层带固接；所述喷头102上固接有内轨道108；与所述内轨道108相对应的外壳101的内表面上，固接有平行于同步齿形带106的外轨道109；所述内轨道108与外轨道109构成滑动连接；
两个限位开关112分别设置于自适应喷幅调控装置1的近端和远端的喷头102的最大行程处。
自适应喷幅调控装置1设置有同步齿形带106的张紧装置5；
张紧装置5包括支撑滑块501和阶梯式螺纹杆503；
所述自适应喷幅调控装置1的从动同步齿形带轮105所在端的外壳101上，沿外壳101的长度方向设置有一滑道116；
所述支撑滑块501的内端面与从动同步齿形带轮105的旋转轴转动连接；所述支撑滑块501的侧端面与滑道116间隙配合，并沿滑道116自由滑动；所述支撑滑块501的外端面设置有带螺纹孔凸台502，所述带螺纹孔凸台502具有平行于滑道116的螺纹孔；
在所述滑道116一端的外壳101的外表面上设置有与带螺纹孔凸台502相对应的带光孔凸台117；
所述阶梯式螺纹杆503穿过带光孔凸台117的光孔后旋入带螺纹孔凸台502的螺纹孔内，其中阶梯式螺纹杆503的竖直阶梯端面与带光孔凸台117的端面贴合，阶梯式螺纹杆503的光杆部与带光孔凸台117的光孔配合，阶梯式螺纹杆503的螺纹部旋入带螺纹孔凸台502的螺纹孔内。
所述主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105的直径相等。
本发明提供一种利用所述的装置的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，该多旋翼植保无人机4具有四个旋翼或八个旋翼，所述方法包括以下步骤：
步骤一：读取数据，定点悬停；
多旋翼植保无人机4从果园基站信息库读取果树冠层最顶部高度和果树种植坐标点数据，按固定高度H0自主飞行，依据果树种植坐标点在果树顶部实现定点悬停；
其中，固定高度H0为多旋翼植保无人机4的飞行高度，即正常作业时，多旋翼植保无人机4到地面的垂直距离；固定高度H0>果树冠层最顶部高度；
步骤二：一次扫描计算，定心调整；
建立平面直角坐标系XO′Y，坐标系原点O′为果树最大冠径所在截面形心；O点为多旋翼植保无人机4的悬停点，即多旋翼植保无人机4的中心点；多旋翼植保无人机4包括两条过O点的相互垂直的、并分别平行于平面直角坐标系XO′Y中X轴和Y轴的轴线，其中每条轴线包括两个相对称的自适应喷幅调控装置1；
2.1、控制在平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥Hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头102返回自适应喷幅调控装置1远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中的X轴上；
2.4、控制平行于X轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据平行于X轴的轴线上的两个激光传感器111采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整；
步骤三：二次扫描，确定喷幅，决策喷雾；
多旋翼植保无人机4的所有自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；当H0-Hjt≥Hm时，自动控制系统输出控制信号，该喷头102开始喷雾；
该喷头102移动到近端的最大行程处触碰到近端的限位开关112后，自动控制系统输出控制信号，该喷头102停止喷雾，并反向移动返回至远端的最大行程处；
待所有自适应喷幅调控装置1的喷头102返回远端的最大行程处后，该棵果树喷雾结束，多旋翼植保无人机4飞向下一棵果树种植坐标点，进行下一棵果树的喷雾作业。
所述步骤二中，多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离ΔY的计算公式为：ΔY＝πnd(tM1-tM2)/2；
在X轴方向上需调整的距离ΔX的计算公式为：ΔX＝πnd(tN1-tN2)/2；
其中，
n为步进电机103的转速；
d为主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105的直径；
tM1、tM2分别为平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器M1和M2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
tN1、tN2分别为平行于X轴的轴线上的两个激光传感器N1和N2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻。
所述步骤二中，多旋翼植保无人机4先进行X轴调整，再进行Y轴调整，调整步骤如下：
2.1、控制在平行于X轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥Hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头102返回自适应喷幅调控装置1远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于X轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中的Y轴上；
2.4、控制平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器111采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整。
本发明提供一种利用所述的装置的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，该多旋翼植保无人机4具有六个旋翼，所述方法包括以下步骤：
步骤一：读取数据，定点悬停；
多旋翼植保无人机4果园基站信息库读取果树冠层最顶部高度和果树种植坐标点数据，按固定高度H0自主飞行，依据果树种植坐标点在果树顶部实现定点悬停；
其中，固定高度H0为多旋翼植保无人机4的飞行高度，即正常作业时，多旋翼植保无人机4到地面的垂直距离；固定高度H0>果树冠层最顶部高度；
步骤二：一次扫描计算，定心调整；
建立平面直角坐标系XO′Y，坐标系原点O′为果树最大冠径所在截面形心；O点为多旋翼植保无人机4的悬停点，即多旋翼植保无人机4的中心点；多旋翼植保无人机4包括三条过O点的相交轴线，其中每条轴线包括两个相对称的自适应喷幅调控装置1；
2.1、选择其中两条轴线上的自适应喷幅调控装置1进行数据采集，使被选中的两条轴线中的第一条轴线平行于平面直角坐标系XO′Y中的Y轴，并控制在该条平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥Hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头102返回自适应喷幅调控装置1远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中的X轴上；
2.4、控制被选中的第二条轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据被选中的第二条轴线上的两个激光传感器111采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差、喷头102移动的线速度以及被选中的两条轴线之间的夹角，计算多旋翼植保无人机4在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整；
步骤三：二次扫描，确定喷幅，决策喷雾；
六旋翼植保无人机的所有自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；当H0-Hjt≥Hm时，自动控制系统输出控制信号，该喷头102开始喷雾；
该喷头102移动到近端的最大行程处触碰到近端的限位开关后112，自动控制系统输出控制信号，该喷头102停止喷雾，并反向移动返回至远端的最大行程处；
待所有自适应喷幅调控装置1的喷头102返回远端的最大行程处后，该棵果树喷雾结束，多旋翼植保无人机4飞向下一棵果树种植坐标点，进行下一棵果树的喷雾作业。
所述步骤二中，多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离ΔY的计算公式为：ΔY＝πnd(tA1-tA2)/2；
多旋翼植保无人机4在X轴方向上需调整的距离ΔX的计算公式为：
ΔX＝πnd(tB1-tB2)/[2cos(π/2-θ)]；
其中，
n为步进电机103的转速；
d为主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105的直径；
tA1、tA2分别为被选中的平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器A1和A2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
tB1、tB2分别为被选中的另一条轴线上的两个激光传感器B1和B2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
θ为被选中的两条轴线之间的夹角，cos(π/2-θ)＞0。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)提供了一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置，实现喷幅随果树最大冠径所在截面边缘轮廓的自适应调控，达到植保无人机精准施药、减少药液向非靶标区域的飘移、降低土壤农药残留、提高雾滴的分布均匀性及农药利用率等有益效果；
2)采用同步齿形带传动(优选传动比1:1)，传动精度高、结构紧凑、耐磨性好，齿形带薄且轻，可最大程度地减轻自适应喷幅调控装置重量；
3)自适应喷幅调控装置设置有同步齿形带的张紧装置，可以定期调整同步齿形带的张力，有效避免因同步齿形带松动造成的机械故障；
4)自适应喷幅调控装置设计为可整体在旋翼支撑杆上安装拆卸的一个单体，可根据用户需求及多旋翼支撑杆的数量来决定该单体的安装数量；
5)多旋翼植保无人机读取现代标准化果园中心基站信息库果树种植坐标点数据，起飞到达固定高度后，可自主依次在该坐标点悬停，实现果树冠层的初步定心；
6)将激光传感器回传数据带入本发明在X轴和Y轴方向上需调整的距离的计算公式，得到无人机从原始悬停点至最大冠径所在截面形心处X、Y方向上的移动距离ΔX、ΔY，完成精确定心，解决由于果树的生长其冠层形状特征发生较大变化，果树种植坐标点与最大冠径所在截面形心点不一致的问题；
7)自适应喷幅调控装置的喷头分别由装置远端向近端移动，实现包络的沿果树最大冠径所在截面径向移动连续式喷雾，显著提高雾滴的分布均匀性；
8)喷头设置于旋翼下方，螺旋桨产生的下洗气流促进药剂到达果树冠层内部及树叶背面，喷洒穿透力强；
9)该自适应喷幅调控装置结构紧凑、控制模块响应时间短、准确程度高，满足无人机自动定心和实时自适应调控喷幅的需求。
附图说明
图1为本发明多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置的安装示意图；
图2为本发明多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置的结构示意图；
图3为喷头102的安装示意图；
图4为张紧装置5的结构示意图；
图5为本发明第一实施例的六旋翼植保无人机Y轴定心数学模型辅助图；
图6为本发明第一实施例的六旋翼植保无人机X轴定心数学模型辅助图；
图7为本发明第一实施例的六旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法的喷幅确定示意图；
图8为本发明第二实施例的四旋翼或八旋翼植保无人机定心数学模型辅助图；
图9为本发明多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法的流程示意图。
其中的附图标记为：
1自适应喷幅调控装置 101外壳
102喷头 103步进电机
104主动同步齿形带轮 105从动同步齿形带轮
106同步齿形带 107压带板
108内轨道 109外轨道
110滚珠 111激光传感器
112限位开关 116滑道
117带光孔凸台 2卡扣
3旋翼支撑杆 4多旋翼植保无人机
5张紧装置 501支撑滑块
502带螺纹孔凸台 503阶梯式螺纹杆
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
考虑到农机农艺的结合，现代标准化果园果树冠层都经过标准修剪，适宜多旋翼植保无人机作业，本发明中涉及的无人机旋翼翅展长度(即最大喷幅)大于果树最大冠径。本发明定义靠近多旋翼植保无人机4中心部位的一端为自适应喷幅调控装置1的近端，远离多旋翼植保无人机4中心部位的一端为自适应喷幅调控装置1的远端。
如图1所示，一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置，该自适应喷幅调控装置1通过卡扣2可拆卸地固接在多旋翼植保无人机4的各旋翼支撑杆3的正下方。
如图2、图3所示，所述自适应喷幅调控装置1包括外壳101、朝向地面的喷头102和自动控制系统。所述外壳101包括左侧板和右侧板；外壳101的长度方向沿其所固接的各旋翼支撑杆3的方向延伸；所述喷头102分别与外壳101的左侧板和右侧板构成滑动连接，并且能够被控制地沿外壳101的长度方向自由移动。
所述喷头102上设置有朝向地面的激光传感器111，用于采集喷头102与果树冠径所在截面之间的距离，同时自动控制系统记录激光传感器111采集所述距离的时刻。
所述喷头102根据果树最大冠径所在截面边缘轮廓通过自动控制系统自适应调控移动位置。
所述自适应喷幅调控装置1进一步包括喷头移动装置和限位开关112。
所述喷头移动装置包括步进电机103、主动同步齿形带轮104、从动同步齿形带轮105、同步齿形带106、压带板107、内轨道108和外轨道109。
所述主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105分别设置在自适应喷幅调控装置1的两端，并分别与外壳101转动连接；所述步进电机103与外壳101固接，步进电机103的动力输出轴与主动同步齿形带轮104连接；所述同步齿形带106套接在主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105之间，其中，位于上方的部分为上层带，位于下方的部分为下层带。
所述主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105的齿轮直径相等。
所述喷头102的顶部通过压带板107与同步齿形带106的下层带固接。所述喷头102的左右两侧分别通过螺钉固接有内轨道108；与所述内轨道108相对应的外壳101的内表面上，固接有平行于同步齿形带106的外轨道109。所述内轨道108通过滚珠110与外轨道109构成滑动连接。从而，由步进电机103的正、反方向旋转实现喷头102随同步齿形带106下层带的往复运动而做往复直线运动。
两个限位开关112分别设置于自适应喷幅调控装置1的近端和远端的喷头102的最大行程处，用于控制步进电机103的关闭或反向旋转，实现喷头102的停止或反方向移动。
如图4所示，自适应喷幅调控装置1的从动同步齿形带轮105所在端设置有同步齿形带106的张紧装置5，实现同步齿形带106松紧程度的调节。
张紧装置5包括支撑滑块501和阶梯式螺纹杆503。
所述自适应喷幅调控装置1的从动同步齿形带轮105所在端的外壳101上，沿外壳101的长度方向设置有一滑道116。
所述支撑滑块501的内端面与从动同步齿形带轮105的旋转轴转动连接。所述支撑滑块501的侧端面与滑道116间隙配合，并沿滑道116自由滑动。所述支撑滑块501的外端面设置有带螺纹孔凸台502，所述带螺纹孔凸台502具有平行于滑道116的螺纹孔。
在所述滑道116一端的外壳101的外表面上设置有与带螺纹孔凸台502相对应的带光孔凸台117。
所述阶梯式螺纹杆503穿过带光孔凸台117的光孔后旋入带螺纹孔凸台502的螺纹孔内，其中阶梯式螺纹杆503的竖直阶梯端面与带光孔凸台117的端面贴合，阶梯式螺纹杆503的光杆部与带光孔凸台117的光孔配合，阶梯式螺纹杆503的螺纹部旋入带螺纹孔凸台502的螺纹孔内。
旋转阶梯式螺纹杆503，通过阶梯式螺纹杆503螺纹部与带螺纹孔凸台502的螺纹孔之间的螺纹传动，带动支撑滑块501沿滑道116移动，进而从动同步齿形带轮105随支撑滑块2移动，实现所述同步齿形带106的张紧调节。
此外，本发明所涉及多旋翼植保无人机拥有自动定高功能，可读取现代标准化果园中心基站信息库(该信息库存储有果园中果树冠层最顶部高度和果树种植坐标点)数据完成自主飞行及定点悬停。
自适应喷幅调控装置1的自动控制系统对激光传感器111采集的高度值、限位开关112的状态、无人机飞行高度以及激光传感器111采集高度值的时刻等回传数据及信号进行处理并输出结果。该自适应喷幅调控装置布置于多旋翼植保无人机旋翼支撑杆3的正下方，可根据用户需求及多旋翼植保无人机的旋翼支撑杆数量确定该自适应喷幅调控装置的安装个数(如4、6、8个旋翼)。
一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，该多旋翼植保无人机4具有四个旋翼或八个旋翼，所述方法包括以下步骤：
步骤一：读取数据，定点悬停；
多旋翼植保无人机4从果园基站信息库读取果树冠层最顶部高度和果树种植坐标点数据，按固定高度H0自主飞行，依据果树种植坐标点在果树顶部实现定点悬停；
其中，固定高度H0为多旋翼植保无人机4的飞行高度，即正常作业时，多旋翼植保无人机4到地面的垂直距离；固定高度H0>果树冠层最顶部高度。多旋翼植保无人机4的飞行高度根据多旋翼植保无人机4正常作业时到果树冠层最顶部的垂直距离进行设定，多旋翼植保无人机4正常作业时到果树冠层最顶部的垂直距离为1.5～2.5米。
所述果园基站信息库为现代标准化果园中心基站信息库。
步骤二：一次扫描计算，定心调整；
建立平面直角坐标系XO′Y，坐标系原点O′为果树最大冠径所在截面形心；O点为多旋翼植保无人机4的悬停点，即多旋翼植保无人机4的中心点；多旋翼植保无人机4包括两条过O点的相互垂直的、并分别平行于平面直角坐标系XO′Y中X轴和Y轴的轴线，其中每条轴线包括两个相对称的自适应喷幅调控装置1；
对于八旋翼植保无人机，其包括四条过O点的相交轴线，其中每条轴线包括两个相对称的自适应喷幅调控装置1；选择其中两条相互垂直的、并分别平行于平面直角坐标系XO′Y中X轴和Y轴的轴线上的自适应喷幅调控装置1进行数据采集。
2.1、控制在平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥Hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头102返回自适应喷幅调控装置1远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中的X轴上；
2.4、控制平行于X轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据平行于X轴的轴线上的两个激光传感器111采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整；
步骤三：二次扫描，确定喷幅，决策喷雾；
多旋翼植保无人机4的所有自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；当H0-Hjt≥Hm时，自动控制系统输出控制信号，该喷头102开始喷雾；
该喷头102移动到近端的最大行程处触碰到近端的限位开关112后，自动控制系统输出控制信号，该喷头102停止喷雾，并反向移动返回至远端的最大行程处；
待所有自适应喷幅调控装置1的喷头102返回远端的最大行程处后，该棵果树喷雾结束，多旋翼植保无人机4飞向下一棵果树种植坐标点，进行下一棵果树的喷雾作业。
所述步骤二中，多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离ΔY的计算公式为：ΔY＝πnd(tM1-tM2)/2；
在X轴方向上需调整的距离ΔX的计算公式为：ΔX＝πnd(tN1-tN2)/2；
其中，
n为步进电机103的转速；
d为主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105的直径；
tM1、tM2分别为平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器M1和M2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
tN1、tN2分别为平行于X轴的轴线上的两个激光传感器N1和N2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
所述步骤二中，先进行X轴调整，再进行Y轴调整，调整步骤如下：
2.1、控制在平行于X轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥Hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头102返回自适应喷幅调控装置1远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于X轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2的所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中的Y轴上；
2.4、控制平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器111采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整。
一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，该多旋翼植保无人机4具有六个旋翼，所述方法包括以下步骤：
步骤一：读取数据，定点悬停；
多旋翼植保无人机4从果园基站信息库读取果树冠层最顶部高度和果树种植坐标点数据，按固定高度H0自主飞行，依据果树种植坐标点在果树顶部实现定点悬停；
其中，固定高度H0为多旋翼植保无人机4的飞行高度，即正常作业时，多旋翼植保无人机4到地面的垂直距离；固定高度H0>果树冠层最顶部高度。多旋翼植保无人机4的飞行高度根据多旋翼植保无人机4正常作业时到果树冠层最顶部的垂直距离进行设定，多旋翼植保无人机4正常作业时到果树冠层最顶部的垂直距离为1.5～2.5米。
步骤二：一次扫描计算，定心调整；
建立平面直角坐标系XO′Y，坐标系原点O′为果树最大冠径所在截面形心；O点为多旋翼植保无人机4的悬停点，即多旋翼植保无人机4的中心点；多旋翼植保无人机4包括三条过O点的相交轴线，其中每条轴线包括两个相对称的自适应喷幅调控装置1；
2.1、选择其中两条轴线上的自适应喷幅调控装置1进行数据采集，使被选中的两条轴线中的第一条轴线平行于平面直角坐标系XO′Y中的Y轴，并控制在该条平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置1的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥Hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头102返回自适应喷幅调控装置1远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头102移动的线速度，计算多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中X轴上；
2.4、控制被选中的第二条轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据被选中的第二条轴线上的两个激光传感器111采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差、喷头102移动的线速度以及被选中的两条轴线之间的夹角，计算多旋翼植保无人机4在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机4的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整；
步骤三：二次扫描，确定喷幅，决策喷雾；
多旋翼植保无人机4的所有自适应喷幅调控装置的喷头102自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头102上的激光传感器111实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；当H0-Hjt≥Hm时，自动控制系统输出控制信号，该喷头102开始喷雾；
该喷头102移动到近端的最大行程处触碰到近端的限位开关112后，自动控制系统输出控制信号，该喷头102停止喷雾，并反向移动返回至远端的最大行程处；
待所有自适应喷幅调控装置的喷头102返回远端的最大行程处后，该棵果树喷雾结束，多旋翼植保无人机4飞向下一棵果树种植坐标点，进行下一棵果树的喷雾作业。
所述步骤二中，多旋翼植保无人机4在Y轴方向上需调整的距离ΔY的计算公式为：ΔY＝πnd(tA1-tA2)/2；
多旋翼植保无人机4在X轴方向上需调整的距离ΔX的计算公式为：
ΔX＝πnd(tB1-tB2)/[2cos(π/2-θ)]；
其中，
n为步进电机103的转速；
d为主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105的直径；
tA1、tA2分别为被选中的平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器A1和A2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
tB1、tB2分别为被选中的另一条轴线上的两个激光传感器B1和B2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
θ为被选中的两条轴线之间的夹角，cos(π/2-θ)＞0。
第一实施例
如图9所示，六旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，包括以下步骤：
步骤一：读取数据，定点悬停；
六旋翼植保无人机读取现代标准化果园中心基站信息库数据按固定高度H0自主飞行，依据果树种植坐标点(Xi，Yi)在果树顶部实现定点悬停(i＝1、2、3……imax，表示第i棵果树)；
其中，固定高度H0为六旋翼植保无人机的飞行高度，即正常作业时，六旋翼植保无人机到地面的垂直距离。
步骤二：一次扫描计算，定心调整；
六旋翼植保无人机首先进行Y轴方向调整，再进行X轴方向调整。
如图5、图6所示，建立平面直角坐标系XO′Y，坐标系原点O′为果树最大冠径所在截面形心，圆周为果树最大冠径所在截面近似边缘轮廓；O点为六旋翼植保无人机的悬停点，也即六旋翼植保无人机的中心点；六旋翼植保无人机包括三条过O点的相交轴线，其中每条轴线包括两个相互对称的自适应喷幅调控装置1；
直线A1A2、B1B2为自适应喷幅调控装置1所在轴线，A1A2平行于Y轴，∠A1OB1＝θ，另外两个自适应喷幅调控装置1的所在的轴线在图中未表达；端点A1、A2、B1、B2分别为在各自适应喷幅调控装置1远端初始位置(初始位置为喷头102位于自适应喷幅调控装置1的远端的最大行程处时位置)的激光传感器111，A1O＝A2O＝B1O＝B2O。
1)激光传感器A1、A2开启，沿轴线A1A2同步向O点移动扫描，实时回传激光传感器j在t时刻采集到的高度值Hjt(j表示激光传感器A1、A2；t表示j激光传感器采集高度值的时刻)；
2)当H0-Hjt≥Hm时(Hm为设定阈值，该值应小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值)，激光传感器A1、A2分别计时为tA1、tA2，此刻激光传感器A1、A2分别到达E1、E2点，计时完毕后，激光传感器A1、A2关闭并返回各自适应喷幅调控装置1远端的初始位置；
3)计算无人机在Y轴方向上需调整的距离ΔY：
ΔY＝πnd(tA1-tA2)/2
其中n为步进电机103的转速，d为主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105的直径；
4)当ΔY＞0时，无人机向Y轴负向方向调整距离|ΔY|，当ΔY＜0时，无人机向Y轴正向方向调整距离|ΔY|，当ΔY＝0时，无人机在Y轴方向上无需调整。
5)Y轴方向调整结果如图6所示。激光传感器B1、B2开启，沿轴线B1B2同步向O点移动扫描，实时回传激光传感器j在t时刻采集到的高度值Hjt，当H0-Hjt≥Hm时，激光传感器B1、B2分别计时为tB1、tB2，此刻激光传感器B1、B2分别到达F1、F2点，计时完毕后，激光传感器B1、B2关闭并返回各自适应喷幅调控装置1远端的初始位置。无人机在X轴方向上需调整距离ΔX：
ΔX＝πnd(tB1-tB2)/[2cos(π/2-θ)]
其中cos(π/2-θ)＞0
6)当Δx＞0时，无人机向X轴负向方向调整距离|ΔX|，当ΔX＜0时，无人机向X轴正向方向调整距离|ΔX|，当ΔX＝0时，无人机在X轴方向上无需调整。
根据六旋翼植保无人机悬停点相对于果树最大冠径所在截面形心位置方位的不同，激光传感器计时数值不同，可以有以下四种调整顺序：①(-Y；-X)②(-Y；+X)③(+Y；+X)④(+Y；-X)，其中+、-号表示调整方向。
步骤三：二次扫描，确定喷幅；
虽然现代果园果树冠层都经过标准修剪，但果树最大冠径所在截面边缘轮廓一般并不为规则圆，所以定心完成后，激光传感器需要进行第二次扫描，单独精确确定各方向喷幅，实现喷幅随果树最大冠径所在截面真实边缘轮廓的自适应调控。如图7所示，定心调整后无人机中心O点与果树最大冠径所在截面形心O′点重合，图中虚线为果树最大冠径所在截面的真实边缘轮廓，以六旋翼植保无人机喷幅的确定为例进行说明，四旋翼或八旋翼确定方法与其相同。直线A1A2、B1B2、C1C2为自适应喷幅调控装置1所在轴线，端点A1、A2、B1、B2、C1、C2分别为在各自适应喷幅调控装置1远端初始位置的激光传感器，A1O＝A2O＝B1O＝B2O＝C1O＝C2O。
1)激光传感器A1、A2、B1、B2、C1、C2开启，自适应喷幅调控装置1随即启动。激光传感器A1、A2、B1、B2、C1、C2随喷头分别由装置远端初始位置向近端移动，激光传感器采集高度值信息并实时回传高度值Hjt(j表示激光传感器A1、A2、B1、B2、C1、C2；t表示j激光传感器采集高度值的时刻)；
2)当H0-Hjt≥Hm时(Hm为设定阈值，该值应小于或等于最大冠径所在截面到地面的高度值),分别计时为tA1、tA2、tB1、tB2、tC1、tC2，此刻激光传感器A1、A2、B1、B2、C1、C2分别位于果树最大冠径所在截面真实边缘轮廓上e1、e2、f1、f2、g1、g2点处，也即喷头所在位置，从而确定出喷幅，计时完毕关闭激光传感器；
步骤四：决策喷雾；
1)在tA1、tA2、tB1、tt2、tC1、tC2时刻，单片机输出控制信号，各喷头开始喷雾，随着各喷头的连续移动，实现近似圆包络的沿果树最大冠径所在截面径向移动连续式喷雾；
2)某一喷头到达最大行程处触碰装置近端的限位开关112，该喷头即停止喷雾并开始反向移动返回至装置远端初始位置；
3)待最后一个喷头返回初始位置，该棵果树喷雾结束，无人机根据读取的果园基站信息库数据，飞向下一棵果树种植坐标点，进行下一棵果树的喷雾作业，步骤同以上所述。
第二实施例
对于四旋翼或八旋翼植保无人机，调整顺序无限制。如图8所示，图中只显示X轴、Y轴方向上自适应喷雾装置所在轴线M1M2、N1N2，此时∠M1ON1＝θ＝π/2。步骤与第一实施例相同，同样求得无人机在X轴、Y轴方向上分别需调整的距离ΔX、ΔY：
ΔX＝πnd(tN1-tN2)/2
ΔY＝πnd(tM1-tM2)/2
n为步进电机103的转速；
d为主动同步齿形带轮104和从动同步齿形带轮105的直径；
tM1、tM2分别为平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器M1和M2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
tN1、tN2分别为平行于X轴的轴线上的两个激光传感器N1和N2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
完成四旋翼或八旋翼植保无人机定心调整，四旋翼或八旋翼植保无人机对X轴、Y轴调整顺序无限制。
最后，采用与第一实施例相同的步骤三和步骤四完成二次扫描，确定喷幅，决策喷雾。
本发明所述多旋翼植保无人机读取现代标准化果园中心基站信息库数据完成自主飞行及定点悬停部分，也可采用现有自主定位技术加以实现，其它未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置，包括多旋翼植保无人机(4)，所述多旋翼植保无人机(4)具有多个旋翼支撑杆(3)，其特征在于：该自适应喷幅调控装置(1)可拆卸地固接在多旋翼植保无人机(4)的各旋翼支撑杆(3)的正下方；
所述自适应喷幅调控装置(1)包括外壳(101)、朝向地面的喷头(102)和自动控制系统；
外壳(101)的长度方向沿其所固接的各旋翼支撑杆(3)的方向延伸；
所述喷头(102)与外壳(101)构成滑动连接，能够沿外壳(101)的长度方向自由移动；
所述喷头(102)上设置有朝向地面的激光传感器(111)；
所述喷头(102)根据果树最大冠径所在截面边缘轮廓通过自动控制系统自适应调控移动位置；
所述自适应喷幅调控装置(1)进一步包括喷头移动装置和限位开关(112)；所述喷头移动装置包括步进电机(103)、主动同步齿形带轮(104)、从动同步齿形带轮(105)、同步齿形带(106)、压带板(107)、内轨道(108)和外轨道(109)；
所述主动同步齿形带轮(104)和从动同步齿形带轮(105)分别设置在自适应喷幅调控装置(1)的两端，并分别与外壳(101)转动连接；所述步进电机(103)与外壳(101)固接，步进电机(103)的动力输出轴与主动同步齿形带轮(104)连接；所述同步齿形带(106)套接在主动同步齿形带轮(104)和从动同步齿形带轮(105)之间，其中，位于上方的部分为上层带，位于下方的部分为下层带；
所述喷头(102)的顶部通过压带板(107)与同步齿形带(106)的下层带固接；所述喷头(102)上固接有内轨道(108)；与所述内轨道(108)相对应的外壳(101)的内表面上，固接有平行于同步齿形带(106)的外轨道(109)；所述内轨道(108)与外轨道(109)构成滑动连接；
两个限位开关(112)分别设置于自适应喷幅调控装置(1)的近端和远端的喷头(102)的最大行程处。
2.根据权利要求1所述的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置，其特征在于：自适应喷幅调控装置(1)设置有同步齿形带(106)的张紧装置(5)；
张紧装置(5)包括支撑滑块(501)和阶梯式螺纹杆(503)；
所述自适应喷幅调控装置(1)的从动同步齿形带轮(105)所在端的外壳(101)上，沿外壳(101)的长度方向设置有一滑道(116)；
所述支撑滑块(501)的内端面与从动同步齿形带轮(105)的旋转轴转动连接；所述支撑滑块(501)的侧端面与滑道(116)间隙配合，并沿滑道(116)自由滑动；所述支撑滑块(501)的外端面设置有带螺纹孔凸台(502)，所述带螺纹孔凸台(502)具有平行于滑道(116)的螺纹孔；
在所述滑道(116)一端的外壳(101)的外表面上设置有与带螺纹孔凸台(502)相对应的带光孔凸台(117)；
所述阶梯式螺纹杆(503)穿过带光孔凸台(117)的光孔后旋入带螺纹孔凸台(502)的螺纹孔内，其中阶梯式螺纹杆(503)的竖直阶梯端面与带光孔凸台(117)的端面贴合，阶梯式螺纹杆(503)的光杆部与带光孔凸台(117)的光孔配合，阶梯式螺纹杆(503)的螺纹部旋入带螺纹孔凸台(502)的螺纹孔内。
3.根据权利要求1所述的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控装置，其特征在于：所述主动同步齿形带轮(104)和从动同步齿形带轮(105)的直径相等。
4.一种利用权利要求1-3之一所述的装置的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，该多旋翼植保无人机(4)具有四个旋翼或八个旋翼，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤一：读取数据，定点悬停；
多旋翼植保无人机(4)从果园基站信息库读取果树冠层最顶部高度和果树种植坐标点数据，按固定高度H0自主飞行，依据果树种植坐标点在果树顶部实现定点悬停；
其中，固定高度H0为多旋翼植保无人机(4)的飞行高度，即正常作业时，多旋翼植保无人机(4)到地面的垂直距离；固定高度H0＞果树冠层最顶部高度；
步骤二：一次扫描计算，定心调整；
建立平面直角坐标系XO′Y，坐标系原点O′为果树最大冠径所在截面形心；O点为多旋翼植保无人机(4)的悬停点，即多旋翼植保无人机(4)的中心点；多旋翼植保无人机(4)包括两条过O点的相互垂直的、并分别平行于平面直角坐标系XO′Y中X轴和Y轴的轴线，其中每条轴线包括两个相对称的自适应喷幅调控装置(1)；
2.1、控制在平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头(102)上的激光传感器(111)实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头(102)返回自适应喷幅调控装置(1)远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头(102)移动的线速度，计算多旋翼植保无人机(4)在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机(4)的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中的X轴上；
2.4、控制平行于X轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头(102)上的激光传感器(111)实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据平行于X轴的轴线上的两个激光传感器(111)采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头(102)移动的线速度，计算多旋翼植保无人机(4)在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机(4)的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整；
步骤三：二次扫描，确定喷幅，决策喷雾；
多旋翼植保无人机(4)的所有自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头(102)上的激光传感器(111)实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；当H0-Hjt≥Hm时，自动控制系统输出控制信号，该喷头(102)开始喷雾；
该喷头(102)移动到近端的最大行程处触碰到近端的限位开关(112)后，自动控制系统输出控制信号，该喷头(102)停止喷雾，并反向移动返回至远端的最大行程处；
待所有自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)返回远端的最大行程处后，该棵果树喷雾结束，多旋翼植保无人机(4)飞向下一棵果树种植坐标点，进行下一棵果树的喷雾作业。
5.根据权利要求4所述的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，其特征在于：所述步骤二中，多旋翼植保无人机(4)在Y轴方向上需调整的距离ΔY的计算公式为：ΔY＝πnd(tM1-tM2)/2；
在X轴方向上需调整的距离ΔX的计算公式为：ΔX＝πnd(tN1-tN2)/2；
其中，
n为步进电机(103)的转速；
d为主动同步齿形带轮(104)和从动同步齿形带轮(105)的直径；
tM1、tM2分别为平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器M1和M2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
tN1、tN2分别为平行于X轴的轴线上的两个激光传感器N1和N2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻。
6.根据权利要求4所述的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，其特征在于：所述步骤二中，多旋翼植保无人机(4)先进行X轴调整，再进行Y轴调整，调整步骤如下：
2.1、控制在平行于X轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头(102)上的激光传感器(111)实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥Hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头(102)返回自适应喷幅调控装置(1)远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于X轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头(102)移动的线速度，计算多旋翼植保无人机(4)在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机(4)的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中的Y轴上；
2.4、控制平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头(102)上的激光传感器(111)实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器(111)采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头(102)移动的线速度，计算多旋翼植保无人机(4)在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机(4)的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整。
7.一种利用权利要求1-3之一所述的装置的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，该多旋翼植保无人机(4)具有六个旋翼，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤一：读取数据，定点悬停；
多旋翼植保无人机(4)果园基站信息库读取果树冠层最顶部高度和果树种植坐标点数据，按固定高度H0自主飞行，依据果树种植坐标点在果树顶部实现定点悬停；
其中，固定高度H0为多旋翼植保无人机(4)的飞行高度，即正常作业时，多旋翼植保无人机(4)到地面的垂直距离；固定高度H0＞果树冠层最顶部高度；
步骤二：一次扫描计算，定心调整；
建立平面直角坐标系XO′Y，坐标系原点O′为果树最大冠径所在截面形心；O点为多旋翼植保无人机(4)的悬停点，即多旋翼植保无人机(4)的中心点；多旋翼植保无人机(4)包括三条过O点的相交轴线，其中每条轴线包括两个相对称的自适应喷幅调控装置(1)；
2.1、选择其中两条轴线上的自适应喷幅调控装置(1)进行数据采集，使被选中的两条轴线中的第一条轴线平行于平面直角坐标系XO′Y中的Y轴，并控制在该条平行于Y轴的轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头(102)上的激光传感器(111)实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；
2.2、当H0-Hjt≥Hm时，记录该激光传感器采集到满足该条件的高度值Hjt所对应的采集时刻t；Hm为设定阈值，该设定阈值小于或等于果树最大冠径所在截面到地面的高度值；计时完毕后，该激光传感器关闭并随喷头(102)返回自适应喷幅调控装置(1)远端的最大行程处；
2.3、根据在平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差和喷头(102)移动的线速度，计算多旋翼植保无人机(4)在Y轴方向上需调整的距离，并根据Y轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机(4)的中心点O落于平面直角坐标系XO′Y中的X轴上；
2.4、控制被选中的第二条轴线上的两个相对称的自适应喷幅调控装置的喷头(102)自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头(102)上的激光传感器(111)实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；并重复进行步骤2.2；
2.5、根据被选中的第二条轴线上的两个激光传感器(111)采集到满足步骤2.2所述条件的高度值的时间差、喷头(102)移动的线速度以及被选中的两条轴线之间的夹角，计算多旋翼植保无人机(4)在X轴方向上需调整的距离，并根据X轴方向上需调整的距离调控多旋翼植保无人机(4)的中心点O与果树最大冠径所在截面形心O′重合；完成定心调整；
步骤三：二次扫描，确定喷幅，决策喷雾；
六旋翼植保无人机的所有自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)自远端的最大行程处向O点同步移动；同时，喷头(102)上的激光传感器(111)实时回传t时刻采集到的高度值Hjt；当H0-Hjt≥Hm时，自动控制系统输出控制信号，该喷头(102)开始喷雾；
该喷头(102)移动到近端的最大行程处触碰到近端的限位开关(112)后，自动控制系统输出控制信号，该喷头(102)停止喷雾，并反向移动返回至远端的最大行程处；
待所有自适应喷幅调控装置(1)的喷头(102)返回远端的最大行程处后，该棵果树喷雾结束，多旋翼植保无人机(4)飞向下一棵果树种植坐标点，进行下一棵果树的喷雾作业。
8.根据权利要求7所述的多旋翼植保无人机自适应喷幅调控方法，其特征在于：所述步骤二中，多旋翼植保无人机(4)在Y轴方向上需调整的距离ΔY的计算公式为：ΔY＝πnd(tA1-tA2)/2；
多旋翼植保无人机(4)在X轴方向上需调整的距离ΔX的计算公式为：
ΔX＝πnd(tB1-tB2)/[2cos(π/2-θ)]；
其中，
n为步进电机(103)的转速；
d为主动同步齿形带轮(104)和从动同步齿形带轮(105)的直径；
tA1、tA2分别为被选中的平行于Y轴的轴线上的两个激光传感器A1和A2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
tB1、tB2分别为被选中的另一条轴线上的两个激光传感器B1和B2采集到满足条件的高度值所对应的采集时刻；
θ为被选中的两条轴线之间的夹角，cos(π/2-θ)＞0。
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