CN112514875A - 一种喷洒物质材料的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷洒物质材料的方法，其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水，其特征在于，该方法包括：S1：喷洒飞机沿预定宽度K、预定长度L的植物带条区域以速度v1和高度H飞行，在ti时刻通过设置于喷洒飞机前面的摄像头(1)拍摄植物带状区域的第i张图像，i＝1，2，……，N，其中摄像头(1)与竖直平面的夹角为α；S2：根据第i张图像，获取植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi；S3：根据植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi，计算喷洒第i子块所需要的喷洒量Ni，其中Ni为喷洒基准量与Mi的乘积。
Description
技术领域
本发明涉及农业喷洒技术领域，特别是涉及一种喷洒飞机喷洒物质材料的方法和系统。
背景技术
在现代农业中，经常要用根据作物或杂草的生长态势，使用喷洒飞机喷洒农药、化肥、除草剂等物质材料。通常情况下，不管地面作物或杂草的生长是否均匀，喷洒飞机在喷洒路径上以恒定的速度飞行，均匀喷洒恒定量的物质材料。但事实上，地面作物或杂草的生长态势可能是，有的地方长势良好，作物或杂草叶面茂密，有的地方长势较差，作物或杂草叶面稀疏，这也会预示着未来作物收成或杂草去除不会完全一样。如果对于这样的作物或杂草生长情况喷洒恒定量的物质材料，可能会导致对于长势良好的地方，喷洒量不足，而对于长势较差的地方，喷洒过量，造成浪费。
因此急需一种能够根据地面作物或杂草的生长态势，动态调整喷洒的物质材料的量，使得喷洒量与生长态势完美匹配的喷洒方法和系统。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种喷洒物质材料的方法和系统，能够很好地方解决上述技术问题。
本发明的一个目的由一种喷洒物质材料的方法实现，其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水，其特征在于，该方法包括：
S1：喷洒飞机沿预定宽度K、预定长度L的植物带条区域以速度v1和高度H飞行，在ti时刻通过设置于喷洒飞机前面的摄像头拍摄植物带状区域的第i张图像，i＝1，2，……，N，其中摄像头与竖直平面的夹角为α；
S2：根据第i张图像，获取植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi；
S3：根据植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi，计算喷洒第i子块所需要的喷洒量Ni，其中Ni为喷洒基准量与Mi的乘积；
S4：在ti+1时刻喷洒飞机控制设置于喷洒飞机后面的喷头以速度v2和喷洒量Ni喷洒物质材料到第i子块中，其中喷头与竖直平面的夹角为β。
为了使ti+1喷洒的物质材料能够准确落入ti时刻拍摄图像对应的植物带条区域第i子块中，ti时刻和ti+1时刻的时间差Δt必须满足下面三个公式：
(ti+1-ti)＝Δt (1)
[v1–(v2*sinβ)]*Δt＝H*tanα (2)
H＝v2*cosβ*Δt+(g*Δt2)/2 (3)
其中g为重力加速度。
本发明的另一个目的由一种喷洒物质材料的系统实现，其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水，其特征在于，该系统包括：该系统包括处理器，所述处理器包括：
图像获取模块，在喷洒飞机沿预定宽度K、预定长度L的植物带条区域以速度v1和高度H飞行时，在ti时刻通过设置于喷洒飞机前面的摄像头拍摄植物带状区域的第i张图像，i＝1，2，……，N，其中摄像头与竖直平面的夹角为α；
植物绿叶覆盖面积百分比计算模块，根据第i张图像，计算植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi；
喷洒量计算模块，根据植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi，计算喷洒第i子块所需要的喷洒量Ni，其中Ni为喷洒基准量与Mi的乘积；
喷洒执行模块，在ti+1时刻喷洒飞机控制设置于喷洒飞机后面的喷头以速度v2和喷洒量Ni喷洒物质材料到第i子块中，其中喷头与竖直平面的夹角为β。
本发明的又另一个目是提供一种存储介质，其上存储计算机程序，该程序被上面述的系统的处理器执行时，实现上面所述的方法。
本发明的技术效果是，通过根据地面作物或杂草的生长态势，动态调整喷洒的物质材料的量，使得喷洒量与生长态势完美匹配，既使得作物或杂草能够得到相应所需的喷洒量，又不造成物质材料的浪费。
附图说明
图1为本发明方法的原理示意图；
图2为本发明方法的时间差Δt计算示意图；
图3为本发明系统的方框图。
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。
如图1所示，对于预定宽度K、预定长度L的植物带条区域，其上种植或生长的植物绿叶覆盖面积与植物带条区域整体面积相应会存在不一致，也就是说长势良好的，覆盖面积些，长势不好的，覆盖面积小些。因此在用飞机进行喷洒物质材料例如除草剂、肥料、农药或水时，可以采用根据覆盖面积百分比进行调整喷洒量的方法。飞机喷洒通常为低空飞行，并且在风速和空气湿度等因素都很小并可忽略的条件下进行。
如图2所示，本发明的一种喷洒物质材料的方法，其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水，其特征在于，该方法包括：
S1：喷洒飞机沿预定宽度K、预定长度L的植物带条区域以速度v1和高度H飞行，在ti时刻通过设置于喷洒飞机前面的摄像头1拍摄植物带状区域的第i张图像，i＝1，2，……，N，其中摄像头1与竖直平面的夹角为α；
S2：根据第i张图像，获取植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi；
S3：根据植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi，计算喷洒第i子块所需要的喷洒量Ni，其中Ni为喷洒基准量与Mi的乘积；
S4：在ti+1时刻喷洒飞机控制设置于喷洒飞机后面的喷头2以速度v2和喷洒量Ni喷洒物质材料到第i子块中，其中喷头2与竖直平面的夹角为β。
其中为了使ti+1喷洒的物质材料能够准确落入ti时刻拍摄图像对应的植物带条区域第i子块中，ti时刻和ti+1时刻的时间差Δt必须满足下面三个公式：
(ti+1-ti)＝Δt (1)
[v1–(v2*sinβ)]*Δt＝H*tanα (2)
H＝v2*cosβ*Δt+(g*Δt2)/2 (3)
其中g为重力加速度。
如图3所示，本发明的一种喷洒物质材料的系统，其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水，其特征在于，该系统包括处理器3，处理器3包括：
图像获取模块31，在喷洒飞机沿预定宽度K、预定长度L的植物带条区域以速度v1和高度h飞行时，在ti时刻通过设置于喷洒飞机前面的摄像头1拍摄植物带状区域的第i张图像，i＝1，2，……，N，其中摄像头1与竖直平面的夹角为α；
植物绿叶覆盖面积百分比计算模块32，根据第i张图像，计算植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi；
喷洒量计算模块33，根据植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi，计算喷洒第i子块所需要的喷洒量Ni，其中Ni为喷洒基准量与Mi的乘积；
喷洒执行模块34，在ti+1时刻喷洒飞机控制设置于喷洒飞机后面的喷头2以速度v2和喷洒量Ni喷洒物质材料到第i子块中，其中喷头2与竖直平面的夹角为β。
本发明还提供一种存储介质，其上存储计算机程序，该程序被上面所述的系统的处理器执行时，实现根据上面所述的方法。
需要说明的是，本发明实施例中对模块、单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。本发明实施例中的各功能模块、单元可以集成在一个处理模块、单元中，也可以是各个模块、单元单独物理存在，也可以两个或两个以上模块、单元集成在一个模块、单元中。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种喷洒物质材料的方法，其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水，其特征在于，该方法包括：
S1：喷洒飞机沿预定宽度K、预定长度L的植物带条区域以速度v1和高度H飞行，在ti时刻通过设置于喷洒飞机前面的摄像头(1)拍摄植物带状区域的第i张图像，i＝1，2，……，N，其中摄像头(1)与竖直平面的夹角为α；
S2：根据第i张图像，获取植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi；
S3：根据植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi，计算喷洒第i子块所需要的喷洒量Ni，其中Ni为喷洒基准量与Mi的乘积；
S4：在ti+1时刻喷洒飞机控制设置于喷洒飞机后面的喷头(2)以速度v2和喷洒量Ni喷洒物质材料到第i子块中，其中喷头(2)与竖直平面的夹角为β。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
为了使ti+1喷洒的物质材料能够准确落入ti时刻拍摄图像对应的植物带条区域第i子块中，ti时刻和ti+1时刻的时间差Δt必须满足下面三个公式：
(ti+1-ti)＝Δt (1)
[v1–(v2*sinβ)]*Δt＝H*tanα (2)
H＝v2*cosβ*Δt+(g*Δt2)/2 (3)
其中g为重力加速度。
3.一种喷洒物质材料的系统，其中物质材料为除草剂、肥料、农药或水，其特征在于，该系统包括处理器(3)，所述处理器(3)包括：
图像获取模块(31)，在喷洒飞机沿预定宽度K、预定长度L的植物带条区域以速度v1和高度H飞行时，在ti时刻通过设置于喷洒飞机前面的摄像头(1)拍摄植物带状区域的第i张图像，i＝1，2，……，N，其中摄像头(1)与竖直平面的夹角为α；
植物绿叶覆盖面积百分比计算模块(32)，根据第i张图像，计算植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi；
喷洒量计算模块(33)，根据植物带条区域第i子块中的植物绿叶覆盖面积百分比Mi，计算喷洒第i子块所需要的喷洒量Ni，其中Ni为喷洒基准量与Mi的乘积；
喷洒执行模块(34)，在ti+1时刻喷洒飞机控制设置于喷洒飞机后面的喷头(2)以速度v2和喷洒量Ni喷洒物质材料到第i子块中，其中喷头(2)与竖直平面的夹角为β。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
为了使ti+1喷洒的物质材料能够准确落入ti时刻拍摄图像对应的植物带条区域第i子块中，ti时刻和ti+1时刻的时间差Δt必须满足下面三个公式：
(ti+1-ti)＝Δt (1)
[v1–(v2*sinβ)]*Δt＝H*tanα (2)
H＝v2*cosβ*Δt+(g*Δt2)/2 (3)
其中g为重力加速度。
5.一种存储介质，其上存储计算机程序，该程序被根据权利要求3-4任意一项所述的系统的处理器(3)执行时，实现根据权利要求1-2任意一项所述的方法。
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