CN111744688B - 均匀喷洒作业方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请的实施例提供了一种均匀喷洒作业方法及相关装置，涉及智能化设备控制领域。该方法包括：获取待喷洒物体的待喷洒区域；控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒；根据喷洒单元摆动的角速度调整喷洒单元的流量，以使喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值。由于喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值，即单位面积的待喷洒区域上受到喷洒单元喷洒的量是固定的，故而能够使得待喷洒区域单位面积上受到的喷洒量是相同的，进而能够均匀地完成喷洒作业任务，以提高作业效率、节约资源、保护环境。

Description

均匀喷洒作业方法及相关装置
技术领域
本申请涉及智能化设备控制领域，具体而言，涉及一种均匀喷洒作业方法及相关装置。
背景技术
随着社会的发展以及科技的进步，人们对于能够替代人力劳动的智能化设备的需求和要求越来越高。
目前，大多作业任务都需要通过喷洒作业的方式来完成，例如果园、树林等病虫害防治作业任务等。现有的喷洒作业方式通常是由人工或者是农业机械化设备来完成，这两者均不能均匀地完成喷洒作业任务，存在着作业效率低、浪费资源且对环境不友好的缺点。
因此，如何均匀地完成喷洒作业任务，以提高作业效率、节约资源、保护环境成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的包括，例如，提供了一种均匀喷洒作业方法及相关装置，其能够均匀地完成喷洒作业任务，以提高作业效率、节约资源、保护环境。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，本申请实施例提供一种均匀喷洒作业方法，应用于喷洒平台，所述喷洒平台包括喷洒单元，所述方法包括：获取待喷洒物体的待喷洒区域；控制所述喷洒单元对所述待喷洒区域进行摆动喷洒；根据所述喷洒单元的摆动数据调整所述喷洒单元的流量，以使所述喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值。
在可选的实施方式中，所述摆动数据包括摆动角速度以及所述摆动角速度对应的摆动时间，所述根据所述喷洒单元的摆动数据调整所述喷洒单元的流量的步骤包括：根据如下公式确定所述喷洒单元的流量：
Figure BDA0002247875170000021
其中，Q为喷洒单元的流量，q为预设喷量，t为所述摆动时间，S为根据预设量、所述摆动角速度以及所述摆动时间确定的喷洒单元在所述摆动时间内扫过待喷洒区域的面积。
在可选的实施方式中，所述获取待喷洒物体的待喷洒区域的步骤包括：获取所述待喷洒物体的轮廓；根据所述轮廓确定待喷洒区域。
在可选的实施方式中，所述获取所述待喷洒物体的轮廓的步骤包括：获取所述待喷洒物体在竖直方向上的最高点和最低点，在水平方向上的最左点和最右点；根据所述最高点、所述最低点、所述最左点和所述最右点确定所述待喷洒物体的轮廓。
在可选的实施方式中，所述控制所述喷洒单元对所述待喷洒区域进行摆动喷洒的步骤包括：根据所述喷洒单元的当前位置、所述最高点和所述最低点确定竖直方向上所述喷洒单元的竖直摆动幅度以及竖直喷洒距离；根据所述喷洒单元的当前位置、所述最左点和所述最右点确定水平方向上所述喷洒单元的水平摆动幅度以及水平喷洒距离；根据所述竖直摆动幅度、所述竖直喷洒距离、所述水平摆动幅度以及所述水平喷洒距离控制所述喷洒单元对所述待喷洒区域进行摆动喷洒。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：获取两个相邻的待喷洒物体在水平方向上距离最近的两个相邻点，分别为第一相邻点和第二相邻点；根据所述喷洒单元的当前位置、所述第一相邻点确定所述喷洒单元与待喷洒物体的第一水平喷洒距离；根据所述喷洒单元的当前位置、所述第二相邻点确定所述喷洒单元与待喷洒物体的第二水平喷洒距离；当所述第一水平喷洒距离大于所述喷洒单元的有效喷洒距离时，控制所述喷洒单元停止对所述第一相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒；当所述第二水平喷洒距离大于所述喷洒单元的有效喷洒距离时，控制所述喷洒单元停止对所述第二相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
在可选的实施方式中，当所述喷洒平台按第一相邻点对应的待喷洒物体、第二相邻点对应的待喷洒物体的顺序进行移动时，所述方法还包括：根据所述喷洒单元的当前位置、所述第一相邻点和所述第二相邻点确定所述两个相邻的待喷洒物体的间隔角度；当所述间隔角度开始减小时，控制所述喷洒单元对所述第二相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：获取在进行喷洒作业前后所述待喷洒物体上的特征点的变化数据，并根据所述特征点的变化数据确定喷洒效率；所述特征点表征所述喷洒单元喷出的物料。
在可选的实施方式中，所述获取在进行喷洒作业前后所述待喷洒物体上的特征点的变化数据的步骤包括：在对所述待喷洒物体进行喷洒作业前，获取所述待喷洒物体的对照图像；在对所述待喷洒物体进行喷洒作业后，获取所述待喷洒物体的喷洒图像；根据所述对照图像以及所述喷洒图像确定所述特征点的变化数据。
第二方面，本申请实施例提供一种均匀喷洒作业装置，应用于喷洒平台，所述喷洒平台包括喷洒单元，所述均匀喷洒作业装置包括：获取模块，用于获取待喷洒物体的待喷洒区域；喷洒模块，用于控制所述喷洒单元对所述待喷洒区域进行摆动喷洒；所述喷洒模块，还用于根据所述喷洒单元摆动的角速度调整所述喷洒单元的流量，以使所述喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施方式中任一项所述的均匀喷洒作业方法。
第四方面，本申请实施例提供一种喷洒平台控制器，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行指令，所述处理器用于执行所述机器可执行指令以实现如前述实施方式中任一项所述的均匀喷洒作业方法。
第五方面，本申请实施例提供一种喷洒平台，包括：喷洒单元；以及喷洒平台控制器，所述喷洒平台控制器包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行指令，所述处理器用于执行所述机器可执行指令以实现如前述实施方式中任一项所述的均匀喷洒作业方法。
本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法及相关装置，该方法包括：获取待喷洒物体的待喷洒区域；控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒；根据喷洒单元摆动的角速度调整喷洒单元的流量，以使喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值。由于喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值，即单位面积的待喷洒区域上受到喷洒单元喷洒的量是固定的，故而能够使得待喷洒区域单位面积上受到的喷洒量是相同的，进而能够均匀地完成喷洒作业任务，以提高作业效率、节约资源、保护环境。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的喷洒平台的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的一种流程图；
图3为本申请实施例提供喷洒单元从0°摆动至90°的摆动过程示意图；
图4为本申请实施例提供的摆动角速度随时间变化曲线的一种示意图；
图5为本申请实施例提供的摆动角速度随时间变化曲线的另一种示意图；
图6为本申请实施例提供的喷洒单元的长度与水平面的夹角θ随时间变化曲线一种示意图；
图7为本申请实施例提供的ΔL随角度变化曲线一种示意图；
图8为本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的另一种流程图；
图9为本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的另一种流程图；
图10为本申请实施例提供的喷洒平台的一种应用场景示意图；
图11为本申请实施例提供的喷洒平台的另一种应用场景示意图；
图12为本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的另一种流程图；
图13为本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的另一种流程图；
图14为本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的另一种流程图；
图15为本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的另一种流程图；
图16为本申请实施例提供的喷洒平台的另一种应用场景示意图；
图17为本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的另一种流程图；
图18为本申请实施例提供的均匀喷洒作业装置的一种功能模块图；
图19为本申请实施例所提供的喷洒平台控制器的结构框图；
图20为本申请实施例所提供的喷洒平台的结构框图。
图标：100-喷洒平台；110-喷洒单元；120-动力设备；130-喷洒平台控制器；131-存储器；132-通信接口；133-处理器；134-总线；140-机体；200-均匀喷洒作业装置；210-获取模块；220-喷洒模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
在实现本申请实施例的技术方案的过程中，本申请发明人发现：
随着农村人口减少、劳动力转移、老龄化等社会问题日益显著，人们对于能够替代人力劳动的智能化设备的需求和要求越来越高。目前，大多作业任务都需要通过喷洒作业的方式来完成，例如果园、树林等病虫害防治作业任务等。
现有的喷洒作业方式通常是由人工或者是农业机械化设备来完成，由人工实现喷洒作业的方式存在着准确度低、效率低、喷洒均匀程度低(即不能均匀地完成喷洒作业任务)的缺点，而现有的农业机械化设备自动化和机械化程度低，即由农业机械化设备实现喷洒作业的方式同样存在着准确度低、喷洒均匀程度低(即不能均匀地完成喷洒作业任务)的缺点，且存在一定安全隐患。故上述两者均不能均匀地完成喷洒作业任务，存在着作业效率低、浪费资源且对环境不友好的缺点。
因此，为了改善上述缺陷，本申请实施例提出一种均匀喷洒作业方法及相关装置，其能够均匀地完成喷洒作业任务，以提高作业效率、节约资源、保护环境。需要说明的是，以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本申请过程中对本申请做出的贡献。
请参照图1，图1示出了本申请实施例提供的喷洒平台的结构示意图。该喷洒平台包括喷洒单元，该喷洒单元可以用于对目标区域进行摆动喷洒，以将物料喷洒到目标区域，例如，该喷洒单元可以基于与喷洒平台的其他部件/结构的连接点摆动，进而实现对目标区域进行摆动喷洒，需要说明的是，本申请对于喷洒平台如何实现喷洒单元对目标区域进行摆动喷洒的方式/结构不做限定。
在一些可能的实施例中，该喷洒平台可以用于采集待喷洒物体的信息数据(例如，位置数据、形状数据等)，该喷洒平台中还可以储存有物料(例如，药液、肥料等)，在采集到待喷洒物体的信息数据后，可以根据该信息数据控制喷洒单元将该物料喷洒至待喷洒物体。例如当该喷洒平台应用于树林场景时，该喷洒平台可以采集树木的位置、树木之间的间隔以及树木的轮廓，并根据树木的位置、树木之间的间隔以及树木的轮廓生成喷洒策略，并控制喷洒单元将物料喷洒至树木上。
在一些可能的实施例中，该物料还可以独立与喷洒平台以外的储存装置中，喷洒平台与该储存装置通过管道连接，进而该喷洒平台可以获取到该物料并控制喷洒单元将该物料喷洒至待喷洒物体，故本申请对于物料的储存方式不做限定。
在一些可能的实施例中，该喷洒平台上可以设置有雷达定点探测系统、红外线探测系统、摄像系统等高精度定点系统，该喷洒平台可以通过高精度定点系统采集待喷洒物体的信息数据。在实际应用中，该喷洒平台可以是基于地面机器人、机器车，无人机等改进/改装的电子设备，本申请对此不做限定。
请参照图2，图2示出了本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的一种流程图。均匀喷洒作业方法可以应用于上述喷洒平台，该均匀喷洒作业方法包括以下步骤：
S100，获取待喷洒物体的待喷洒区域。
在一些可能的实施例中，该喷洒平台可以通过雷达定点探测系统获取待喷洒物体的待喷洒区域。该待喷洒区域可以是表征待喷洒物体的待喷洒轮廓的区域。其中，待喷洒物体的待喷洒轮廓可以是待喷洒物体轮廓中需要喷洒的轮廓，在实际应用中该待喷洒轮廓可以是待喷洒物体的部分或全部轮廓。
并且该待喷洒区域可以是表征一个待喷洒物体的部分或全部待喷洒轮廓的区域，也可以是表征多个待喷洒物体的部分或全部待喷洒轮廓的区域，进而可以理解，本申请对于待喷洒区域的具体形式不做限定。
S110，控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒。
在一些可能的实施例中，在确定出待喷洒物体的待喷洒区域后，喷洒平台可以控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒，以覆盖喷洒部分或全部待喷洒区域。
S120，根据喷洒单元的摆动数据调整喷洒单元的流量，以使喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值。
在一些可能的实施例中，在控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒的同时，该喷洒平台还可以根据喷洒单元的摆动数据调整喷洒单元的流量，其中，该喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值，换句话说，该喷洒单元在单位时间内的总喷洒量与在单位时间内扫过待喷洒区域的面积的比值为预设值。应注意，在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值可以理解为“在单位时间内的总喷洒量大小与在单位时间内扫过待喷洒区域的面积大小一致”，也即是说，当在单位时间内扫过待喷洒区域的面积越大时，则在单位时间内的总喷洒量越大。
进而在实际应用中，当根据喷洒单元的摆动数据调整喷洒单元的流量时，可以根据喷洒单元的摆动数据首先计算出喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的面积，然后根据该面积以及预设的面积与总喷洒量之间的对应关系确定出该喷洒单元在该摆动数据下的流量，以使喷洒单元在单位时间内总喷洒量与扫过待喷洒区域的面积的比值为预设值，达到喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值的目的。
例如，当喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的面积1m2时，则确定在该单位时间内需要喷洒的总喷洒量为10ml；当喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的面积2m2时，则确定在该单位时间内需要喷洒的总喷洒量为20ml，即单位面积的待喷洒区域上受到喷洒单元喷洒的喷洒量是固定的，进而根据喷洒单元摆动的角速度调整喷洒单元的流量可以达到均匀地对待喷洒物体进行喷洒的目的，故而本申请所提供的均匀喷洒作业方法能够使得待喷洒区域单位面积上受到的喷洒量是相同的，能够均匀地完成喷洒作业任务。
应理解，由于本申请所提供的方法能够均匀地完成喷洒作业任务，能够避免作业人员为确保待喷洒物体上的最少喷洒量达标而进行过量喷洒、重复劳动，以及能够避免喷洒不均匀导致过多的物料积累在待喷洒物体或者滴落在其他地方，污染环境。故而本申请所提供的方法可以达到提高作业效率、节约资源、保护环境的目的。
在一些可能的实施例中，摆动数据包括摆动角速度以及摆动角速度对应的摆动时间，对于如何根据喷洒单元的摆动数据调整喷洒单元的流量，S120具体可以包括：
根据如下公式确定喷洒单元的流量：
Figure BDA0002247875170000091
其中，Q为喷洒单元的流量，q为预设喷量，t为摆动时间，S为根据预设量、摆动角速度以及摆动时间确定的喷洒单元在摆动时间内扫过待喷洒区域的面积。需要说明的是，根据上述公式确定的喷洒单元的流量，可以实现待喷洒区域的单位面积上受到的喷洒量与预设喷量的大小一致。
以图3、4所示的喷洒单元从0°摆动至90°的摆动过程为例，喷洒单元在从水平状态摆动到垂直状态的过程中，其摆动过程共分为三段，第一段为：喷洒单元以ω1的摆动角速度转动t1时间，第二段为：喷洒单元以ω2的摆动角速度转动t2时间，第三段为：喷洒单元以ω3的摆动角速度转动t3时间。在本实施例中，根据公式
Figure BDA0002247875170000092
可以确定出上述三段摆动过程中喷洒单元的流量分别为：Q1、Q2、Q3，进而根据公式
Figure BDA0002247875170000093
可以推导出喷洒单元在整个摆动过程中的总喷洒量与扫过的总面积的等式：
Figure BDA0002247875170000101
故而可以理解，在喷洒平台的作业过程中，喷洒单元在摆动喷洒时的摆动角速度可能会随时间而变化，摆动角速度不同时，相同时间段内喷洒单元扫过待喷洒区域的面积不同，而相同时间段内，喷洒单元的摆动角速度较大时扫过的面积比摆动角速度较小时扫过的面积更大，进而摆动角速度较大时对应扫过的面积需要喷洒量越多，即喷洒单元的流量需要更大，以实现整个作业过程中不同摆动角速度条件下，待喷洒区域的单位面积上受到的喷洒量始终保持一致(与预设喷量的大小一致)。
在一些可能的实施例中，上述公式的具体实现形式还可以为：
Figure BDA0002247875170000102
ω为摆动角速度，t为摆动时间，Q为喷洒单元的流量，q为预设喷量，s为预设喷幅，l为预设喷洒距离。其中，q、s、l均为预设的固定量，f(s，ω，t，l)表征上述的S可以根据预设喷幅、摆动角速度、摆动时间以及预设喷洒距离确定。在实际应用中，f(s，ω，t，l)可以有多种确定的形式，本申请对此不做限定。
应理解，由于通过公式
Figure BDA0002247875170000103
确定喷洒单元的流量，可以实现待喷洒区域的单位面积上受到的喷洒量与预设喷量的大小一致，故而本申请所提供的方法能够实现对于不同的待喷洒物体，其待喷洒区域的单位面积上受到的喷洒量可以不同，进而具有能够根据不同的待喷洒物体制定喷洒量不同的均匀喷洒作业模式的优点。
需要补充的是，在实现本申请实施例的技术方案的过程中，本申请发明人发现：
再以图3所示的喷洒单元从0°摆动至90°的摆动过程为例，假设喷洒单元在摆动过程中包括三段控制过程(摆动角速度随时间变化曲线可以参考图5)，第一段为时间0-t1段，摆动角速度由0rad/s加速至r rad/s；第二段为时间t1-t2段，摆动角速度保持r rad/s不变；第三段为时间t2-t3段，摆动角速度由r rad/s减速至0rad/s。
喷洒单元的摆动角速度随时间变化曲线如图6所示，①为启动加速阶段，②为匀速阶段，③为减速阶段(为制动做准备)，各阶段所占时间长度与图5对应，各段函数关系式如下：
Figure BDA0002247875170000111
需要说明的是，此处举例为匀加速-匀速-匀减速过程，在实际应用中，喷洒单元的摆动角速度的变化过程也可能是变加速-匀速-变减速过程，且其中匀速阶段可以不存在。并且，当匀速阶段所占时间比较长时，变加速和变减速阶段可以忽略；当匀速阶段非常短甚至没有时，则整个过程均为变速阶段。故本申请实施例对于喷洒单元的摆动方式不做限定。
由于在实际应用中，喷洒单元均存在一定长度L，其长度与水平面的夹角θ随时间变化曲线可以参考图6，其中，①是二次函数曲线的一部分，②是一次函数的一部分，③是二次函数的一部分，①、③在与②的交点处的斜率与直线②的斜率相同，各段函数关系式如下：
Figure BDA0002247875170000112
可以理解，喷洒单元与被喷洒面的距离随摆动而改变，距离变化量为ΔL，ΔL随角度变化曲线可以参考图7(正负代表距离增加或减小)，函数表达式如下：
ΔL(θ)＝L(1-cosθ)；
在实际应用中，由于喷洒单元在初始位置所测得的与待喷洒物体的距离远大于因摆幅造成的距离变化值ΔL，因此所述变化值可忽略不计，减少计算量，进而本申请所提供的方法可以高效地完成喷洒作业任务。
故而，本申请实施例中可以根据喷洒单元的摆动数据有效地对调整喷洒单元的流量，使得喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值，实现均匀地完成喷洒作业任务，以提高作业效率、节约资源、保护环境的目的。
进一步的，在图2的基础上，下面给出一种完整方案可能的实现方式，具体请参照图8，图8示出了本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法的另一种流程图。需要说明的是，本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法并不以图8以及以下的具体顺序为限制，应当理解，在其它实施例中，本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。下面将对图8所示的具体流程进行详细阐述。
对于如何获取待喷洒物体的待喷洒区域，S100可以包括：
S101，获取待喷洒物体的轮廓。
在一些可能的实施例中，喷洒平台可以通过雷达定点探测系统获取待喷洒物体边缘的多个确定点，然后根据该多个确定点确定出待喷洒物体的轮廓。
在其他可能的实施例中，喷洒平台还可以通过拍摄待喷洒物体的图像，根据该图像中待喷洒物体的像素点确定待喷洒物体的轮廓，例如，根据该图像中待喷洒物体的像素点集合中的边缘像素点确定待喷洒物体的轮廓。需要注意的是，该轮廓可以是表征多个空间位置信息的结构数据。
S102，根据轮廓确定待喷洒区域。
由于待喷洒物体的轮廓通常表征待喷洒物体所占据的空间位置，喷洒平台在获取待喷洒物体的轮廓后，可以根据该轮廓确定出待喷洒区域，例如，将待喷洒物体的部分或全部轮廓对应的区域作为待喷洒区域。
在其他可能的实施例中，对于如何获取待喷洒物体的待喷洒区域，还可以直接获取预先存储在喷洒平台的存储介质中的待喷洒物体的轮廓，或者是喷洒平台实时地从其他终端(例如，云平台、移动终端等)获取传输过来的待喷洒物体的轮廓，进而本申请对于待喷洒物体的轮廓的获取方式不做限定。
应理解，由于待喷洒物体的轮廓的获取方式通常较为方便快捷，且待喷洒物体的轮廓通常表征待喷洒物体所占据的空间位置，喷洒平台根据轮廓确定待喷洒区域可以准确快速地确定出待喷洒物体上需要喷洒的区域。
进一步的，在图8的基础上，请参照图9，对于如何获取待喷洒物体的轮廓，S101可以包括：
S101-1，获取待喷洒物体在竖直方向上的最高点和最低点，在水平方向上的最左点和最右点。
如图10、11所示的场景为例，喷洒平台可以通过雷达定点探测系统获取待喷洒物体的A点、B点、C点、D点，其中，A点、B点分别为在竖直方向上的最高点和最低点，C点、D点分别为在水平方向上的最左点C和最右点D。
S101-2，根据最高点、最低点、最左点和最右点确定待喷洒物体的轮廓。
在一些可能的实施例中，可以根据最高点、最低点、最左点和最右点形成的矩形作为待喷洒物体的轮廓，其中，最高点和最低点之间形成的线段为矩形的高，最左点和最右点之间形成的线段为矩形的宽。
应理解，由于仅通过最高点、最低点、最左点和最右点确定待喷洒物体的轮廓的方式，通常较为快速，且在一定程度上能够准确地表示出待喷洒物体的轮廓，在一些复杂的作业场景(例如，茂密的树林和果园)中，本申请所提供的方法能够更加快速地获取到待喷洒物体的轮廓。
进一步的，在图9的基础上，请参照图12，对于如何控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒，S110可以包括：
S111，根据喷洒单元的当前位置、最高点和最低点确定竖直方向上喷洒单元的竖直摆动幅度以及竖直喷洒距离。
再如图10所示的场景为例，L1为喷洒单元的当前位置与最高点之间的线段，L2为喷洒单元的当前位置与最低点之间的线段，即L1和L2分别为竖直方向上喷洒单元的最高喷洒距离和最低喷洒距离，L1和L2之间的角度α即为竖直方向上喷洒单元的竖直摆动幅度。
S112，根据喷洒单元的当前位置、最左点和最右点确定水平方向上喷洒单元的水平摆动幅度以及水平喷洒距离。
再如图11所示的场景为例，L3为喷洒单元的当前位置与最右点之间的线段，L4为喷洒单元的当前位置与最左点之间的线段，即L4和L3分别为水平方向上喷洒单元的最左喷洒距离和最右喷洒距离，L4和L3之间的角度β即为水平方向上喷洒单元的水平摆动幅度。
S113，根据竖直摆动幅度、竖直喷洒距离、水平摆动幅度以及水平喷洒距离控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒。
在一些可能的实施例中，在确定出竖直摆动幅度、竖直喷洒距离、水平摆动幅度以及水平喷洒距离，喷洒平台可以自动生成喷洒单元的摆动喷洒策略，并控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒，例如，喷洒平台可以以扫描的方式控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒。
进一步的，在图2的基础上，请参照图13，在S120之后，方法还可以包括：
S130，获取在进行喷洒作业前后待喷洒物体上的特征点的变化数据，并根据特征点的变化数据确定喷洒效率；特征点表征喷洒单元喷出的物料。
在一些可能的实施例中，喷洒平台可以在进行喷洒作业前待喷洒物体上的特征点的第一记录数据，可以通过摄像头获取在进行喷洒作业后待喷洒物体上的特征点的第二记录数据，然后根据第一记录数据和第二记录数据确定特征点的变化数据，并根据特征点的变化数据确定喷洒效率。其中，当喷洒单元喷出的物料为液体(例如，药液)时，则该特征点可以是表征待喷洒物体上该液体的反射光线，该变化数据可以是反射光线的数量变化或强度变化；当喷洒单元喷出的物料为固体(例如，肥料颗粒)时，则该特征点可以是表征待喷洒物体上该固体的颜色、形状等，该变化数据可以是颜色、形状对应的数量变化或强度变化，本申请对此不作限定。
进一步的，在图13的基础上，请参照图14，对于如何获取在进行喷洒作业前后待喷洒物体上的特征点的变化数据，S130可以包括：
S131，在对待喷洒物体进行喷洒作业前，获取待喷洒物体的对照图像。
在一些可能的实施例中，喷洒平台可以通过摄像头在对待喷洒物体进行喷洒作业前，获取待喷洒物体的对照图像，例如，可以对待喷洒物体进行拍摄以获取对照图像，或者通过接收其他电子设备拍摄的对照图像，本申请对此不作限定。
S132，在对待喷洒物体进行喷洒作业后，获取待喷洒物体的喷洒图像。
在一些可能的实施例中，喷洒平台可以通过摄像头在对待喷洒物体进行喷洒作业后，获取待喷洒物体的喷洒图像，例如，可以对待喷洒物体进行拍摄以获取喷洒图像，或者通过接收其他电子设备拍摄的喷洒图像，本申请对此不作限定。
S133，根据对照图像以及喷洒图像确定特征点的变化数据。
以喷洒单元喷出的物料为水为例，喷洒平台可以根据对照图像以及喷洒图像上的反光点的数量或反光强度的变化确定特征点的变化数据，然后根据特征点的变化数据确定喷洒效率(喷洒效率可以反映出是否存在欠喷洒或过喷洒情况、喷洒的均匀程度等)。需要说明的是，在确定出喷洒效率后，本申请提供的方法还可以：根据喷洒效率的大小控制喷洒单元对已喷洒区域进行摆动喷洒，直至已喷洒区域上单位面积的受喷洒量大于或等于预设值；以及根据喷洒效率的大小调整喷洒单元的流量大小。
应理解，由于通过获取在进行喷洒作业前后待喷洒物体上的特征点的变化数据，并根据特征点的变化数据确定喷洒效率，进而本申请提供的方法能够确定出喷洒平台的实际作业效率并根据实际作业效率调整后续的作业策略，以保证作业任务高质量完成，以及能够根据实际作业效率实时向用户反馈作业效果，提升用户的体验。
进一步的，请参照图15，本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法还包括：
S140，获取两个相邻的待喷洒物体在水平方向上距离最近的两个相邻点，分别为第一相邻点和第二相邻点。
如图16所示的场景为例，喷洒平台可以通过雷达定点探测系统获取待喷洒物体的E点、F点，其中，E点、F点为两个相邻的待喷洒物体在水平方向上距离最近的两个相邻点(即第一相邻点和第二相邻点)。
S141，根据喷洒单元的当前位置、第一相邻点确定喷洒单元与待喷洒物体的第一水平喷洒距离。
再如图16所示的场景为例，L5为喷洒单元的当前位置与第一相邻点之间的线段，即L5为喷洒单元与待喷洒物体的第一水平喷洒距离。
S142，根据喷洒单元的当前位置、第二相邻点确定喷洒单元与待喷洒物体的第二水平喷洒距离。
再如图16所示的场景为例，L6为喷洒单元的当前位置与第二相邻点之间的线段，即L6为喷洒单元与待喷洒物体的第二水平喷洒距离。
S143，当第一水平喷洒距离大于喷洒单元的有效喷洒距离时，控制喷洒单元停止对第一相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
S144，当第二水平喷洒距离大于喷洒单元的有效喷洒距离时，控制喷洒单元停止对第二相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
在一些可能的实施例中，由于当第一水平喷洒距离或第二水平喷洒距离大于喷洒单元的有效喷洒距离时，表示喷洒平台已经不能有效地对待喷洒物体进行作业，故当第一水平喷洒距离或第二水平喷洒距离大于喷洒单元的有效喷洒距离时，控制喷洒单元停止对相应的待喷洒物体进行喷洒，能够避免喷洒平台在两个相邻的待喷洒物体的空隙之间进行无效作业，进而能够提高作业效率。
进一步的，当喷洒平台按第一相邻点对应的待喷洒物体、第二相邻点对应的待喷洒物体的顺序进行移动时，请参照图17，本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法还包括：
S150，根据喷洒单元的当前位置、第一相邻点和第二相邻点确定两个相邻的待喷洒物体的间隔角度。
再如图16所示的场景为例，L5为喷洒单元的当前位置与第一相邻点之间的线段，L6为喷洒单元的当前位置与第二相邻点之间的线段，L5和L6之间的角度γ即为两个相邻的待喷洒物体的间隔角度。
S151，当间隔角度开始减小时，控制喷洒单元对第二相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
再如图16所示的场景为例，假设F点为第一相邻点，E点为第二相邻点，喷洒平台按第一相邻点对应的待喷洒物体、第二相邻点对应的待喷洒物体的顺序进行移动，则当间隔角度(角度γ)开始减小时，表示喷洒平台已经越过F点对应的物体，即将靠近E点对应的物体，此时可以控制喷洒单元对E点对应的物体进行喷洒，进而能够提前对待喷洒物体进行作业，提高了作业效率。
为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种均匀喷洒作业装置的实现方式，请参阅图18，图18示出了本申请实施例提供的均匀喷洒作业装置的一种功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的均匀喷洒作业装置200，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该均匀喷洒作业装置200包括：获取模块210、喷洒模块220。
可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于存储器中或固化于该无人机的操作系统(Operating System，OS)中，并可由无人机中的处理器执行。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器中。
获取模块210可以用于获取待喷洒物体的待喷洒区域。
可以理解的是，获取模块210可以执行上述的S100。
在一些可能的实施例中，获取模块210可以用于获取待喷洒物体的轮廓；以及用于根据轮廓确定待喷洒区域。
可以理解的是，获取模块210可以执行上述的S101、S102。
在一些可能的实施例中，获取模块210可以用于获取待喷洒物体在竖直方向上的最高点和最低点，在水平方向上的最左点和最右点；以及用于根据最高点、最低点、最左点和最右点确定待喷洒物体的轮廓。
可以理解的是，获取模块210可以执行上述的S101-1、S101-2。
喷洒模块220可以用于控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒。
可以理解的是，喷洒模块220可以执行上述的S110。
在一些可能的实施例中，喷洒模块220可以用于根据喷洒单元的当前位置、最高点和最低点确定竖直方向上喷洒单元的竖直摆动幅度以及竖直喷洒距离；以及用于根据喷洒单元的当前位置、最左点和最右点确定水平方向上喷洒单元的水平摆动幅度以及水平喷洒距离；以及用于根据竖直摆动幅度、竖直喷洒距离、水平摆动幅度以及水平喷洒距离控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒。
可以理解的是，喷洒模块220可以执行上述的S111、S112、S113。
在用于控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒时，喷洒模块220还可以用于根据喷洒单元的摆动数据调整喷洒单元的流量，以使喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值。
可以理解的是，喷洒模块220可以执行上述的S120。
在一些可能的实施例中，喷洒模块220还可以用于获取在进行喷洒作业前后待喷洒物体上的特征点的变化数据，并根据特征点的变化数据确定喷洒效率；特征点表征喷洒单元喷出的物料。
可以理解的是，喷洒模块220可以执行上述的S130。
在一些可能的实施例中，喷洒模块220还可以用于在对待喷洒物体进行喷洒作业前，获取待喷洒物体的对照图像；以及用于在对待喷洒物体进行喷洒作业后，获取待喷洒物体的喷洒图像；以及用于根据对照图像以及喷洒图像确定特征点的变化数据。
可以理解的是，喷洒模块220可以执行上述的S131、S132、S133。
在一些可能的实施例中，喷洒模块220还可以用于获取两个相邻的待喷洒物体在水平方向上距离最近的两个相邻点，分别为第一相邻点和第二相邻点；以及用于根据喷洒单元的当前位置、第一相邻点确定喷洒单元与待喷洒物体的第一水平喷洒距离；以及用于根据喷洒单元的当前位置、第二相邻点确定喷洒单元与待喷洒物体的第二水平喷洒距离；以及用于当第一水平喷洒距离大于喷洒单元的有效喷洒距离时，控制喷洒单元停止对第一相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒；以及用于当第二水平喷洒距离大于喷洒单元的有效喷洒距离时，控制喷洒单元停止对第二相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
可以理解的是，喷洒模块220可以执行上述S140-S144。
当喷洒平台按第一相邻点对应的待喷洒物体、第二相邻点对应的待喷洒物体的顺序进行移动时，喷洒模块220还可以用于根据喷洒单元的当前位置、第一相邻点和第二相邻点确定两个相邻的待喷洒物体的间隔角度；以及用于当间隔角度开始减小时，控制喷洒单元对第二相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
可以理解的是，喷洒模块220可以执行上述S150、S151。
请参照图19，图19示出了本申请实施例所提供的喷洒平台控制器的结构框图。喷洒平台控制器130包括存储器131、通信接口132、处理器133和总线134，所述存储器131、通信接口132和处理器133通过总线134连接，处理器133用于执行存储器131中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器131可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非易失存储器(NVM，non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口132(可以是有线或者无线)实现该喷洒平台控制器130与其他电子设备/电路之间的通信连接。
总线134可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。图13中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器131用于存储程序，处理器133在接收到执行指令后，执行所述程序以实现本申请上述实施例揭示的均匀喷洒作业方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器133执行时实现上述实施例揭示的均匀喷洒作业方法。
应当理解的是，图19所示的结构仅为喷洒平台控制器130的结构示意图，喷洒平台控制器130还可包括比图19中所示更多或者更少的组件，或者具有与图19所示不同的配置。图19中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
在一些可能的实施例中，当该喷洒平台100为基于无人机改进/改装的电子设备时，请参照图20，图20示出了本申请实施例所提供的喷洒平台的结构框图。喷洒平台100包括：喷洒单元110、动力设备120、喷洒平台控制器130以及机体140。动力设备120安装在机体，用于为喷洒平台100提供飞行的动力，其中，动力设备120可以包括电动机、电源以及螺旋桨等组件中的至少一种。喷洒平台控制器130与动力设备120以及喷洒单元110通信连接，用于在喷洒平台100飞行的同时控制喷洒单元110对待喷洒区域进行摆动喷洒以实现上述实施例揭示的均匀喷洒作业方法。在一些可能的实施例中，喷洒平台控制器130可以是无人机飞行控制器。喷洒平台控制器130在用于控制喷洒平台100飞行时可以实现上述实施例揭示的均匀喷洒作业方法，具体的实现方式和原理与上述实施例一致，在此不再赘述。
应理解，本申请所提供的喷洒平台100除了用于农业植保如喷洒农药防治病虫害、喷洒叶面肥料、进行化控作业等，还可以用于除雾霾、除尘、清洁等工作。
综上所述，本申请实施例提供的均匀喷洒作业方法及相关装置，该方法包括：获取待喷洒物体的待喷洒区域；控制喷洒单元对待喷洒区域进行摆动喷洒；根据喷洒单元摆动的角速度调整喷洒单元的流量，以使喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值。由于喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值，即单位面积的待喷洒区域上受到喷洒单元喷洒的量是固定的，故而能够使得待喷洒区域单位面积上受到的喷洒量是相同的，进而能够均匀地完成喷洒作业任务，以提高作业效率、节约资源、保护环境。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种均匀喷洒作业方法，其特征在于，应用于喷洒平台，所述喷洒平台包括喷洒单元，所述方法包括：
获取待喷洒物体的待喷洒区域；所述待喷洒区域表征一个或者多个待喷洒物体的部分或全部待喷洒轮廓的区域；所述待喷洒轮廓为所述待喷洒物体轮廓中需要喷洒的轮廓；
控制所述喷洒单元对所述待喷洒区域进行摆动喷洒，以覆盖喷洒部分或全部待喷洒区域；
根据所述喷洒单元的摆动数据中的所述摆动角速度、以及所述摆动角速度对应的摆动时间、预设喷量，调整所述喷洒单元的流量，以使所述喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值，所述喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值表征在单位时间内的总喷洒量的大小与在单位时间内扫过待喷洒区域的面积大小一致；
在确定出喷洒效率后，根据所述喷洒效率的大小控制喷洒单元对已喷洒区域进行摆动喷洒，直至已喷洒区域上单位面积的受喷洒量大于或等于预设值；以及根据所述喷洒效率的大小调整喷洒单元的流量大小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述喷洒单元的摆动数据调整所述喷洒单元的流量的步骤包括：
根据如下公式确定所述喷洒单元的流量：
Figure FDA0003401776460000011
Q为喷洒单元的流量，q为预设喷量，t为所述摆动时间，S为根据预设量、所述摆动角速度以及所述摆动时间确定的喷洒单元在所述摆动时间内扫过待喷洒区域的面积。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待喷洒物体的待喷洒区域的步骤包括：
获取所述待喷洒物体的轮廓；
根据所述轮廓确定待喷洒区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述待喷洒物体的轮廓的步骤包括：
获取所述待喷洒物体在竖直方向上的最高点和最低点，在水平方向上的最左点和最右点；
根据所述最高点、所述最低点、所述最左点和所述最右点确定所述待喷洒物体的轮廓。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述喷洒单元对所述待喷洒区域进行摆动喷洒的步骤包括：
根据所述喷洒单元的当前位置、所述最高点和所述最低点确定竖直方向上所述喷洒单元的竖直摆动幅度以及竖直喷洒距离；
根据所述喷洒单元的当前位置、所述最左点和所述最右点确定水平方向上所述喷洒单元的水平摆动幅度以及水平喷洒距离；
根据所述竖直摆动幅度、所述竖直喷洒距离、所述水平摆动幅度以及所述水平喷洒距离控制所述喷洒单元对所述待喷洒区域进行摆动喷洒。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取两个相邻的待喷洒物体在水平方向上距离最近的两个相邻点，分别为第一相邻点和第二相邻点；
根据所述喷洒单元的当前位置、所述第一相邻点确定所述喷洒单元与待喷洒物体的第一水平喷洒距离；
根据所述喷洒单元的当前位置、所述第二相邻点确定所述喷洒单元与待喷洒物体的第二水平喷洒距离；
当所述第一水平喷洒距离大于所述喷洒单元的有效喷洒距离时，控制所述喷洒单元停止对所述第一相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒；
当所述第二水平喷洒距离大于所述喷洒单元的有效喷洒距离时，控制所述喷洒单元停止对所述第二相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述喷洒平台按第一相邻点对应的待喷洒物体、第二相邻点对应的待喷洒物体的顺序进行移动时，所述方法还包括：
根据所述喷洒单元的当前位置、所述第一相邻点和所述第二相邻点确定所述两个相邻的待喷洒物体的间隔角度；
当所述间隔角度开始减小时，控制所述喷洒单元对所述第二相邻点对应的待喷洒物体进行喷洒。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取在进行喷洒作业前后所述待喷洒物体上的特征点的变化数据，并根据所述特征点的变化数据确定喷洒效率；所述特征点表征所述喷洒单元喷出的物料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取在进行喷洒作业前后所述待喷洒物体上的特征点的变化数据的步骤包括：
在对所述待喷洒物体进行喷洒作业前，获取所述待喷洒物体的对照图像；
在对所述待喷洒物体进行喷洒作业后，获取所述待喷洒物体的喷洒图像；
根据所述对照图像以及所述喷洒图像确定所述特征点的变化数据。
10.一种均匀喷洒作业装置，其特征在于，应用于喷洒平台，所述喷洒平台包括喷洒单元，所述均匀喷洒作业装置包括：
获取模块，用于获取待喷洒物体的待喷洒区域；所述待喷洒区域表征一个或者多个待喷洒物体的部分或全部待喷洒轮廓的区域；所述待喷洒轮廓为所述待喷洒物体轮廓中需要喷洒的轮廓；
喷洒模块，用于控制所述喷洒单元对所述待喷洒区域进行摆动喷洒，以覆盖喷洒部分或全部待喷洒区域；
所述喷洒模块，还用于根据所述喷洒单元摆动的中的所述摆动角速度、以及所述摆动角速度对应的摆动时间、预设喷量，调整所述喷洒单元的流量，以使所述喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值；所述喷洒单元在单位时间内扫过待喷洒区域的单位面积的喷洒量为预设值表征在单位时间内的总喷洒量的大小与在单位时间内扫过待喷洒区域的面积大小一致；
在确定出喷洒效率后，根据所述喷洒效率的大小控制喷洒单元对已喷洒区域进行摆动喷洒，直至已喷洒区域上单位面积的受喷洒量大于或等于预设值；以及根据所述喷洒效率的大小调整喷洒单元的流量大小。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的均匀喷洒作业方法。
12.一种喷洒平台控制器，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行指令，所述处理器用于执行所述机器可执行指令以实现如权利要求1-9中任一项所述的均匀喷洒作业方法。
13.一种喷洒平台，其特征在于，包括：
喷洒单元；
以及喷洒平台控制器，所述喷洒平台控制器包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可执行指令，所述处理器用于执行所述机器可执行指令以实现如权利要求1-9中任一项所述的均匀喷洒作业方法。
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