CN113331167B - 一种农业大棚喷洒农药的控制系统及其喷药方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业大棚喷洒农药的控制系统及其喷药方法，属于植保无人机技术领域，其技术方案要点至少包括：农药喷洒装置，其包括无人机，所述无人机的内部设置有控制单元，所述无人机的顶部设置有自动喷洒控制器，所述无人机的底部设置有喷洒箱，所述喷洒箱的底部设置有喷洒仪，遥控端，其通过无线发射器以及接收器连接至所述控制单元，且遥控端上设置有成像模块，用于远程观测并操控所述无人机运行以及喷洒农药，遥控端的内部还安装有图像截取模块、图像比对模块和点抓取模块，本发明使无人机的探测部件表面不易粘连水雾，且调整探测位置时无需调整无人机位置。

Description

一种农业大棚喷洒农药的控制系统及其喷药方法

技术领域

本发明涉及植保无人机技术领域，更具体地说，涉及一种农业大棚喷洒农药的控制系统及其喷药方法。

背景技术

随着我国农业的高速发展，越来越多的科技设备应用到农业设备，其中在大棚种植过程中，由于大棚属于封闭式环境，大型的设备无法进入到大棚内部，因此在喷洒农药时大多是人工喷洒，而大棚内部温度较高，这给人工喷洒农药增大了难度，尤其是种植大棚较多的农户，人工喷洒农药难度更大。

在种植过程中，开始出现了应用无人机喷洒农药的先例，但是大多只适合广阔的田地，并不适用于大棚内部，其中一些体型较小的无人机也被应用到大棚内部使用，但是在实际的喷洒农药过程中，由于无人机的操控以及大棚内部环境的影响，很难保证农药喷洒的质量，容易导致农作物边缘难以喷洒到药液或无人机喷洒覆盖了太多的空地，导致药液的浪费。

另外，喷洒农药过程中，不可避免的会有部分水雾扩散到检测用的摄像机镜片上，一旦镜片表面沾水，就很难正常使用，容易造成图像误判，易导致后续飞行路线偏差。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的第一目的在于提供一种农业大棚喷洒农药的控制系统，其优点在于便于对大棚内部的农作物喷洒农药，使农作物能够完全喷洒到农药，且不会浪费太多的农药，同时可去除水雾对摄像机等设备的影响。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种农业大棚喷洒农药的控制系统，至少包括：

农药喷洒装置，其包括无人机，所述无人机的内部设置有控制单元，所述无人机的顶部设置有自动喷洒控制器，所述无人机的底部设置有喷洒箱，所述喷洒箱的底部设置有喷洒仪，所述自动喷洒控制器用于控制调节所述喷洒仪的喷雾大小；

遥控端，其通过无线发射器以及接收器连接至所述控制单元；

喷药监测模块，设置于所述喷洒仪的表面且可沿着所述喷洒仪转动，用于对农药喷洒过程进行监控；

驱动机构，设置于所述喷洒仪的侧边内部，用于驱动所述喷药监测模块转动；

误差去除模块，设置于所述无人机的底部并与所述喷药监测模块相匹配，用于降低农药雾化对喷药监测模块造成的影响。

作为本发明进一步的方案：喷药监测模块包括环形安装座以及上下对称设置的两个环形罩壳，所述环形罩壳固定在所述喷洒仪的表面，且两个所述环形罩壳之间设置有间隔，所述环形安装座可转动的设置于两个所述环形罩壳之间，且环形安装座可转动的套设在所述喷洒仪的表面，所述环形安装座上沿顺时针方向依次设置有可调节倾斜角度的取景摄像机和激光测距仪，两个所述环形罩壳之间还设置有环形透明带，且所述农药喷洒装置上的无线发射器以及接收器均安装于所述环形安装座上。

作为本发明进一步的方案：所述喷洒仪的表面上端开设有环形槽体，所述喷洒仪上还开设有与环形槽体连通的安装槽体，所述驱动机构设置于所述安装槽体的内部，所述驱动机构包括驱动源和与其连接的驱动齿轮，所述驱动齿轮与环形安装座的内壁相啮合。

作为本发明进一步的方案：所述环形安装座的内壁设置有与驱动齿轮啮合的内齿圈，所述内齿圈设置于所述环形槽体的内部且不与环形槽体的内壁接触。

作为本发明进一步的方案：所述误差去除模块包括与所述无人机自身的动力腔相连通的抽气部件，所述抽气部件的底部连通有环形气管，所述环形气管的底部连通有若干通气管，所述通气管的底端贯穿至所述环形槽体的内部并连通有分气管，所述分气管的两个出气口分别位于所述环形透明带的内外两侧。

作为本发明进一步的方案：所述通气管的内部设置有吸附块，且吸附块的表面带有若干竖直通孔。

作为本发明进一步的方案：所述无人机的底部两侧均设置有可转动的支腿，且所述支腿向上转动的最大角度为七十五度，所述支腿向上转动至最大角度时，所述支腿保持平齐。

作为本发明进一步的方案：所述环形透明带选用超疏水涂层材料构成。

作为本发明进一步的方案：所述遥控端上设置有成像模块，用于远程观测并操控所述无人机运行以及喷洒农药，遥控端的内部还安装有图像截取模块、图像比对模块和点抓取模块，所述图像截取模块用于按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，所述点抓取模块用于抓取所述图像片段中的特殊点，并对特殊点进行标记，所述图像比对模块通过对所述点抓取模块抓取的标记点的差异进行比较，其中，所述特殊点为激光测距仪射出的光束第一次穿过农药喷雾的交点。

本发明的第二目的在于提供一种应用农业大棚喷洒农药的控制系统的喷药方法，包括以下步骤：

S01、测定大棚内部宽度及长度，根据喷洒仪的往期喷药速率及喷洒半径设定农药用量及无人机的行进路程，结合无人机的飞行高度同步调整取景摄像机和激光测距仪的倾斜角度，使激光测距仪射出的光束落到种植物边缘的空地处，并设定喷洒仪的喷洒半径范围D，且在该喷洒范围内，激光测距仪射出的光束第一次与喷洒仪喷出的农药喷雾的接触点，该接触点距离激光测距仪的距离范围为d，其中喷洒半径范围D跟随d同步变化；

S02、按照需求量将农药和水按照一定比例添加至喷洒箱内部，并进行混合；

S03、通过RTK系统对无人机的飞行路线进行设定，路线设定为整个路线走完使农药完全覆盖大棚内农作物；

S04、通过遥控端启动无人机，使无人机沿着预设的飞行路线前进，飞行过程中，自动喷洒控制器控制喷洒仪呈锥形向外喷洒农药；

S05、喷药过程中，驱动机构驱动喷药监测模块转动，转动过程中激光测距仪射出的光束同步转动，其中，使激光测距仪转动至靠近地块边缘一侧时，激光测距仪发出的光束与地块的边缘垂直，使激光测距仪射出的光束刚好能越过种植物边缘落到空地处，若喷洒仪喷出的药液覆盖到了地块边缘的植物，则激光测距仪射出的光束能够穿过农药混合液形成光束，即覆盖住边缘植物，且取景摄像机转动对喷药过程进行录制，并将录制过程同步传递至成像模块；

S06、图像截取模块按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，点抓取模块按照预设的时间间隔依次对影像中标记的两个点进行抓取，其中此处两个点分别为激光测距仪射出的光束第一次与喷洒仪喷出的农药喷雾的接触点以及激光测距仪的位置点，然后图像比对模块将这两个点之间的距离与预设的距离范围进行比较，其中，在预设的距离范围内，农药的喷洒范围在刚好覆盖种植物边缘到覆盖了一部分边缘空地之间，且在该范围内，喷洒范围不会超出种植物边缘过多，若图像比对模块比较的实际距离小于预设值，则喷洒范围超出种植物边缘过多，图像比对模块通过无线发射器反馈给控制单元，控制单元控制无人机微调，完成调节过程；

S07、重复步骤S04-S06，直至完成喷药。

本发明的第三目的在于提供一种农业大棚，其应用农业大棚喷洒农药的控制系统。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1、在无人机飞行过程中，可通过遥控端控制驱动源来带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动环形安装座转动，进而带动其上安装的取景摄像机和激光测距仪转动，此过程中，激光测距仪射出的光束也同步转动，并通过控制单元设置激光测距仪的照射范围，使激光测距仪的光束转动至垂直地块时，激光测距仪射出的光束刚好落到种植物的边缘空地处，在激光测距仪转动过程中，若喷洒仪喷出的药液覆盖到边缘植物，则激光测距仪射出的光束穿过农药混合液形成光束，即说明药液覆盖住边缘植物，满足喷洒要求，且取景摄像机在转动过程中会对喷药过程进行录制，并将录制过程同步传递至成像模块；

2、通过控制单元设置激光测距仪的光束穿过伞状药液的初始位置至激光测距仪的距离范围，使在该阈值范围内，农药喷洒范围满足完全覆盖农作物且最大程度的降低农药浪费，在此过程中，图像截取模块按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，点抓取模块按照预设的时间间隔对影像不同时间段中标记的两个点进行抓取，然后图像比对模块通过对两个点之间的距离与预设的距离范围进行比较，若实际的距离小于预设值，则喷洒范围超出种植物边缘过多，图像比对模块通过无线发射器反馈给控制单元，控制单元控制无人机微调，完成调节过程；

3、在操作无人机喷洒农药过程中，通过遥控端控制抽气部件运行，抽气部件将动力腔内部的气体抽入到环形气管内，然后通过通气管并通过分气管喷出，用于将喷药时产生的水雾向下吹，降低其积累在环形透明带上的可能，且吹出的风中携带着从动力腔内部吸收的热量，增强了无人机本身散热效果的同时，将热风向下吹落，进一步保证了环形透明带的防积液效果。

附图说明

图1为本发明的系统流程图；

图2为本发明中药液的喷洒示意图；

图3为本发明无人机的结构示意图；

图4为本发明无人机的正视图；

图5为本发明图4中A处的放大图；

图6为本发明喷洒箱的局部放大示意图；

图7为本发明误差去除模块与喷药监测模块的爆炸图；

图8为本发明喷药监测模块的结构示意图；

图9为本发明分气管与环形透明带的连接示意图；

图10为本发明激光测距仪的光束垂直地块时的俯视图

图11为本发明实施例3中农药喷洒完全的状态示意图；

图12为本发明实施例3中农药未喷洒完全的状态示意图。

图中标号说明：

1、无人机；2、自动喷洒控制器；3、喷洒箱；4、喷洒仪；5、喷药监测模块；501、环形安装座；502、环形罩壳；503、取景摄像机；504、激光测距仪；505、无线发射器；506、接收器；507、环形透明带；508、内齿圈；6、误差去除模块；601、抽气部件；602、环形气管；603、通气管；604、分气管；605、吸附块；7、驱动机构；701、驱动源；702、驱动齿轮；8、环形槽体；9、安装槽体；10、混药装置；11、遥控端；12、控制单元；13、图像比对模块；14、点抓取模块；15、图像截取模块；16、支腿。

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；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。

实施例1

请参阅图1、图3，本发明实施例中，一种农业大棚喷洒农药的控制系统，至少包括：

农药喷洒装置，其包括无人机1，无人机1的内部设置有控制单元12，无人机1的顶部设置有自动喷洒控制器2，无人机1的底部设置有喷洒箱3，喷洒箱3的底部设置有喷洒仪4，自动喷洒控制器2用于控制调节喷洒仪4的喷雾大小；

遥控端11，其通过无线发射器505以及接收器506连接至控制单元12，且遥控端11上设置有成像模块，用于远程观测并操控无人机1运行以及喷洒农药，遥控端11的内部还安装有图像截取模块15、图像比对模块13和点抓取模块14，图像截取模块15用于按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，点抓取模块14用于抓取图像片段中的特殊点，其中，所述特殊点为激光测距仪504射出的光束第一次穿过农药喷雾的交点（即激光测距仪504与药液接触的起点，其原理是根据丁达尔效应，可更加直观的得到光束），并对特殊点进行标记，图像比对模块13通过对点抓取模块14抓取的标记点的差异进行比较；

喷药监测模块5，设置于喷洒仪4的表面且可沿着喷洒仪4转动，其中，喷药监测模块5动力源采用无人机1内部预设的可充电电池。

驱动机构7，设置于喷洒仪4的侧边内部，用于驱动喷药监测模块5转动；

误差去除模块6，设置于无人机1的底部并与喷药监测模块5相匹配，用于降低农药雾化对喷药监测模块5造成的影响。

参阅图5、图7和图8，喷药监测模块5包括环形安装座501以及上下对称设置的两个环形罩壳502，环形罩壳502固定在喷洒仪4的表面，且两个环形罩壳502之间设置有间隔，环形安装座501可转动的设置于两个环形罩壳502之间，且环形安装座501可转动的套设在喷洒仪4的表面，环形安装座501上沿顺时针方向依次设置有可调节倾斜角度的取景摄像机503和激光测距仪504，两个环形罩壳502之间还设置有环形透明带507，且农药喷洒装置上的无线发射器505以及接收器506均安装于环形安装座501上，在喷药过程中，环形透明带507对水雾进行阻隔，避免水雾进入到环形罩壳502内部。

参阅图5、图6，喷洒仪4的表面上端开设有环形槽体8，喷洒仪4上还开设有与环形槽体8连通的安装槽体9，驱动机构7设置于安装槽体9的内部，驱动机构7包括驱动源701和与其连接的驱动齿轮702，驱动齿轮702与环形安装座501的内壁相啮合，在无人机1飞行过程中，可通过遥控端11控制驱动源701来带动驱动齿轮702转动，驱动齿轮702带动环形安装座501转动，进而带动其上安装的取景摄像机503和激光测距仪504转动，此过程中，激光测距仪504射出的光束也同步转动，并通过控制单元12设置激光测距仪504的照射范围，使激光测距仪504的光束转动至垂直地块时（激光测距仪504光束方向与无人机前进方向垂直时），激光测距仪504射出的光束刚好落到种植物的边缘空地处，在激光测距仪504转动过程中，若喷洒仪4喷出的药液覆盖到边缘植物，则激光测距仪504射出的光束穿过农药混合液形成光束，即说明药液覆盖住边缘植物，满足喷洒要求，且取景摄像机503在转动过程中会对喷药过程进行录制，并将录制过程同步传递至成像模块；

参阅图1、图2，通过控制单元12设置激光测距仪504的光束穿过伞状药液的初始位置至激光测距仪504的距离范围，使在该阈值范围内，农药喷洒范围满足完全覆盖农作物且最大程度的降低农药浪费，在此过程中，图像截取模块15按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，点抓取模块14按照预设的时间间隔对影像不同时间段中标记的两个点进行抓取，然后图像比对模块13通过对两个点之间的距离与预设的距离范围进行比较，若实际的距离小于预设值，则喷洒范围超出种植物边缘过多，图像比对模块13通过无线发射器505反馈给控制单元12，控制单元12控制无人机1微调，完成调节过程。

参阅图6、图7、图8，环形安装座501的内壁设置有与驱动齿轮702啮合的内齿圈508，内齿圈508设置于环形槽体8的内部且不与环形槽体8的内壁接触，环形槽体8为内齿圈508提供了安装空间，同时驱动齿轮702转动可带动内齿圈508转动，进而带动环形安装座501转动，以便调整取景摄像机503和激光测距仪504的位置，无人机1本身无需调整位置。

参阅图7、图8、图9，误差去除模块6包括与无人机1自身的动力腔相连通的抽气部件601，抽气部件601的底部连通有环形气管602，环形气管602的底部连通有若干通气管603，通气管603的底端贯穿至环形槽体8的内部并连通有分气管604，分气管604的两个出气口分别位于环形透明带507的内外两侧，在操作无人机1喷洒农药过程中，通过遥控端11控制抽气部件601运行，抽气部件601将动力腔内部的气体抽入到环形气管602内，然后通过通气管603并通过分气管604喷出，将无人机1内部产生的热量抽出作用在环形透明带507上，可有效的将其表面粘连的水雾吹落，同时抽气部件601抽出的热风能够加快水雾蒸发，进而保证环形透明带507表面的整洁，使取景摄像机503和激光测距仪504的使用不受水雾的影响，避免环形透明带507上积累液滴，影响取景摄像机503和激光测距仪504的正常使用，且吹出的风中携带着从动力腔内部吸收的热量，增强了无人机1本身散热效果的同时，将热风向下吹落，进一步保证了环形透明带507的防积液效果。

进一步的，驱动源701可为预设在安装槽体9内部的电机（现有技术，在此不再做具体赘述），采用电机直接驱动齿轮702转动，以达到带动喷药监测模块5转动的目的；

再进一步的，驱动源701还可直接由无人机1自身的动力提供，此方式可通过多种换向齿轮以及连接轴达到目的，此类装置在现实中本领域人员很容易实现该设计，在此不再做具体赘述，而此类设计的目的则在于降低安装槽体9的安装空间，且只要无人机1本身电量充足，就能够远程操控驱动源701来使喷药监测模块5转动。

参阅图3、图4，在驱动源701采用无人机1自身动力作为动力来源时，喷药监测模块5的动力源还可采用无人机1自身蓄电池供电，具体可通过将无人机1自身蓄电池通过环形齿轮以及连接轴接通，而连接轴最终通过驱动齿轮702与内齿圈508接触，使蓄电池能够为环形安装座501上的各个部件进行供电，同时除接通蓄电池与驱动源701的部位以及下方与驱动齿轮702接通部位外，驱动源701的其余部位均采用绝缘材料构成，避免无人机1内部的其余部件导电。

参阅图6，喷洒仪4的内部中心处设置有用于加快药剂和液体混合的混药装置10，混药装置10用于加快药剂与液体混合，而混药装置10可为带有驱动电机的搅拌叶或其他具备搅拌功能的部件，这在现有技术中应用也较为成熟，具体结构在此不再做具体赘述。

作为本发明进一步的方案：通气管603的内部设置有吸附块605，且吸附块605的表面带有若干竖直通孔，吸附块605选用能够吸附杂质的活性炭等材料，用于针对燃油类无人机1动力腔内部的杂质，避免在环形透明带507上留下污渍，而竖直通孔的设置则用于正常通气。

参阅图2、图3，无人机1的底部两侧均设置有可转动的支腿16，且支腿16向上转动的最大角度为七十五度，支腿16向上转动至最大角度时，支腿16保持平齐，在农药喷洒过程中，控制支腿16向上翻起，避免在农药喷洒过程中，支腿16对药液的喷洒造成阻碍，同时也可避免药液积累在支腿上16上。

进一步的，环形透明带507选用超疏水涂层材料构成，疏水涂层具备一定的疏水性能，能够降低水雾积累在环形透明带507的表面，增强防水雾效果。

本实施例中，通过驱动机构7来使环形安装座501转动，进而使其上安装的取景摄像机503和激光测距仪504转动，此过程中，激光测距仪504射出的光束也同步转动，并通过控制单元12设置激光测距仪504的照射范围，使激光测距仪504的光束转动至垂直地块时，激光测距仪504射出的光束刚好落到种植物的边缘空地处，在激光测距仪504转动过程中，若喷洒仪4喷出的药液覆盖到边缘植物，则激光测距仪504射出的光束穿过农药混合液形成光束，即说明药液覆盖住边缘植物，满足喷洒要求，且取景摄像机503在转动过程中会对喷药过程进行录制，并将录制过程同步传递至成像模块，通过控制单元12设置激光测距仪504的光束穿过伞状药液的初始位置至激光测距仪504的距离范围，使在该阈值范围内，农药喷洒范围满足完全覆盖农作物且最大程度的降低农药浪费，在此过程中，图像截取模块15按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，点抓取模块14按照预设的时间间隔对影像不同时间段中标记的两个点进行抓取，然后图像比对模块13通过对两个点之间的距离与预设的距离范围进行比较，若实际的距离小于预设值，则喷洒范围超出种植物边缘过多，图像比对模块13通过无线发射器505反馈给控制单元12，控制单元12控制无人机1微调，完成调节过程。

另外，在操作无人机1喷洒农药过程中，通过遥控端11控制抽气部件601运行，抽气部件601将动力腔内部的气体抽入到环形气管602内，然后通过通气管603并通过分气管604喷出，用于将喷药时产生的水雾向下吹，降低其积累在环形透明带507上的可能，且吹出的风中携带着从动力腔内部吸收的热量，增强了无人机1本身散热效果的同时，将热风向下吹落，进一步保证了环形透明带507的防积液效果。

实施例2

请参阅1、图2、图6及图10，一种应用农业大棚喷洒农药的控制系统的喷药方法，包括以下步骤：

S01、测定大棚内部宽度及长度，根据喷洒仪4的往期喷药速率及喷洒半径设定农药用量及无人机1的行进路程，结合无人机1的飞行高度同步调整取景摄像机503和激光测距仪504的倾斜角度，使激光测距仪504射出的光束落到种植物边缘的空地处，并设定喷洒仪4的喷洒半径范围D，且在该喷洒范围内，激光测距仪504射出的光束第一次与喷洒仪4喷出的农药喷雾的接触点，该接触点距离激光测距仪的距离范围为d，其中喷洒半径范围D跟随d同步变化；

S02、按照需求量将农药和水按照一定比例添加至喷洒箱3内部，并进行混合；

S03、通过RTK系统对无人机1的飞行路线进行设定，路线设定为整个路线走完使农药完全覆盖大棚内农作物；

S04、通过遥控端11启动无人机1，使无人机1沿着预设的飞行路线前进，飞行过程中，自动喷洒控制器2控制喷洒仪4呈锥形向外喷洒农药；

S05、喷药过程中，驱动机构7驱动喷药监测模块5转动，转动过程中激光测距仪504射出的光束同步转动，其中，使激光测距仪504转动至靠近地块边缘一侧时，激光测距仪504发出的光束与地块的边缘垂直（图10状态下），使激光测距仪504射出的光束刚好能越过种植物边缘落到空地处，若喷洒仪4喷出的药液覆盖到了地块边缘的植物，则激光测距仪504射出的光束能够穿过农药混合液形成光束，即覆盖住边缘植物，且取景摄像机503转动对喷药过程进行录制，并将录制过程同步传递至成像模块；

S06、图像截取模块15按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，点抓取模块14按照预设的时间间隔对影像中标记的两个点进行抓取，其中此处两个点分别为激光测距仪504射出的光束第一次与喷洒仪4喷出的农药喷雾的接触点以及激光测距仪504的位置点，然后图像比对模块13通过对两个点之间的距离与预设的距离范围进行比较，其中，在预设的距离范围内，农药的喷洒范围在刚好覆盖种植物边缘到覆盖了一部分边缘空地之间，且在该范围内，喷洒范围不会超出种植物边缘过多，若图像比对模块比较的实际距离小于预设值，则喷洒范围超出种植物边缘过多，图像比对模块13通过无线发射器505反馈给控制单元12，控制单元12控制无人机1微调，完成调节过程；

S07、重复步骤S04-S06，直至完成喷药。

另外需要说明的是，上述应用的图像截取模块15、图像比对模块13和点抓取模块14均是在现有技术中，图像处理的常规部件，其中图像比对模块13主要基于OpenCV，其具体比对过程在此不再做具体赘述，而RTK系统在无人机上的应用是非常重要的，尤其是针对喷洒无人机不漏液不重喷，都要求对无人机有精准定位，因此RTK系统的引入是至关重要的。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上做进一步改进，请参阅图11及图12，考虑到农药喷洒出实际形状可能是类似抛物线的形状，而不是上述提到的锥形状态，具体调整方式与实施例2中的区别仅在于：

其比较的参数还考虑到了激光测距仪504的光束射出农药喷雾的交点，其判断方式如下：

若激光测距仪504射出的光束射入农药喷雾形成入射交点A1，且射出的光束穿过了农药喷雾形成交点A2，则判定农药未完全喷洒到地块边缘的种植物。

若激光喷洒仪504射出的光束与农药喷雾只存在入射点，则判断方式采用实施例2的方式。

实施例4

一种农业大棚，其应用农业大棚喷洒农药的控制系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种农业大棚喷洒农药的控制系统，其特征在于，其中包括：

农药喷洒装置，其包括无人机，所述无人机的内部设置有控制单元，所述无人机的顶部设置有自动喷洒控制器，所述无人机的底部设置有喷洒箱，所述喷洒箱的底部设置有喷洒仪，所述自动喷洒控制器用于控制调节所述喷洒仪的喷雾大小；

遥控端，其通过无线发射器以及接收器连接至所述控制单元；

喷药监测模块，设置于所述喷洒仪的表面且可沿着所述喷洒仪转动，用于对农药喷洒过程进行监控；

驱动机构，设置于所述喷洒仪的侧边内部，用于驱动所述喷药监测模块转动；

误差去除模块，设置于所述无人机的底部并与所述喷药监测模块相匹配，用于降低农药雾化对喷药监测模块造成的影响；

所述喷药监测模块包括环形安装座以及上下对称设置的两个环形罩壳，所述环形罩壳固定在所述喷洒仪的表面，且两个所述环形罩壳之间设置有间隔，所述环形安装座可转动的设置于两个所述环形罩壳之间，且环形安装座可转动的套设在所述喷洒仪的表面，所述环形安装座上沿顺时针方向依次设置有可调节倾斜角度的取景摄像机和激光测距仪，两个所述环形罩壳之间还设置有环形透明带，且所述农药喷洒装置上的无线发射器以及接收器均安装于所述环形安装座上；

所述遥控端上设置有成像模块，用于远程观测并操控所述无人机运行以及喷洒农药，遥控端的内部还安装有图像截取模块、图像比对模块和点抓取模块，所述图像截取模块用于按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，所述点抓取模块用于抓取所述图像片段中的两个特殊点，并对两个特殊点进行标记，所述图像比对模块将这两个特殊点之间的距离与预设的距离范围进行比较，其中，所述两个特殊点为激光测距仪射出的光束第一次穿过农药喷雾的接触点及激光测距仪的位置点。

2.根据权利要求1所述的一种农业大棚喷洒农药的控制系统，其特征在于：所述喷洒仪的表面上端开设有环形槽体，所述喷洒仪上还开设有与环形槽体连通的安装槽体，所述驱动机构设置于所述安装槽体的内部，所述驱动机构包括驱动源和与其连接的驱动齿轮，所述驱动齿轮与环形安装座的内壁相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种农业大棚喷洒农药的控制系统，其特征在于：所述环形安装座的内壁设置有与驱动齿轮啮合的内齿圈，所述内齿圈设置于所述环形槽体的内部且不与环形槽体的内壁接触。

4.根据权利要求2所述的一种农业大棚喷洒农药的控制系统，其特征在于：所述误差去除模块包括与所述无人机自身的动力腔相连通的抽气部件，所述抽气部件的底部连通有环形气管，所述环形气管的底部连通有若干通气管，所述通气管的底端贯穿至所述环形槽体的内部并连通有分气管，所述分气管的两个出气口分别位于所述环形透明带的内外两侧。

5.根据权利要求4所述的一种农业大棚喷洒农药的控制系统，其特征在于：所述通气管的内部设置有吸附块，且吸附块的表面带有若干竖直通孔。

6.根据权利要求1所述的一种农业大棚喷洒农药的控制系统，其特征在于：所述无人机的底部两侧均设置有可转动的支腿，且所述支腿向上转动的最大角度为七十五度，所述支腿向上转动至最大角度时，所述支腿保持平齐。

7.根据权利要求1所述的一种农业大棚喷洒农药的控制系统，其特征在于：所述环形透明带选用超疏水涂层材料构成。

8.一种应用农业大棚喷洒农药的控制系统的喷药方法，其使用权利要求1-7任意一项所述的农业大棚喷洒农药的控制系统。

9.根据权利要求8所述的一种应用农业大棚喷洒农药的控制系统的喷药方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、测定大棚内部宽度及长度，根据喷洒仪的往期喷药速率及喷洒半径设定农药用量及无人机的行进路程，结合无人机的飞行高度同步调整取景摄像机和激光测距仪的倾斜角度，使激光测距仪射出的光束落到种植物边缘的空地处，并设定喷洒仪的喷洒半径范围D，且在该喷洒范围内，激光测距仪射出的光束第一次与喷洒仪喷出的农药喷雾的接触点，该接触点距离激光测距仪的距离范围为d，其中喷洒半径范围D跟随d同步变化；

S02、按照需求量将农药和水按照一定比例添加至喷洒箱内部，并进行混合；

S03、通过RTK系统对无人机的飞行路线进行设定，路线设定为整个路线走完使农药完全覆盖大棚内农作物；

S04、通过遥控端启动无人机，使无人机沿着预设的飞行路线前进，飞行过程中，自动喷洒控制器控制喷洒仪呈锥形向外喷洒农药；

S05、喷药过程中，驱动机构驱动喷药监测模块转动，转动过程中激光测距仪射出的光束同步转动，其中，使激光测距仪转动至靠近地块边缘一侧时，激光测距仪发出的光束与地块的边缘垂直，使激光测距仪射出的光束刚好能越过种植物边缘落到空地处，若喷洒仪喷出的药液覆盖到了地块边缘的植物，则激光测距仪射出的光束能够穿过农药混合液形成光束，即覆盖住边缘植物，且取景摄像机转动对喷药过程进行录制，并将录制过程同步传递至成像模块；

S06、图像截取模块按照设定的时间间隔在录像上截取图像片段，点抓取模块按照预设的时间间隔依次对录像中的两个特殊点进行抓取，并对两个特殊点进行标记，然后图像比对模块将这两个特殊点之间的距离与预设的距离范围进行比较，其中，在预设的距离范围内，农药的喷洒范围在刚好覆盖种植物边缘到覆盖了一部分边缘空地之间，且在该范围内，喷洒范围不会超出种植物边缘过多，若图像比对模块比较的实际距离小于预设值，则喷洒范围超出种植物边缘过多，图像比对模块通过无线发射器反馈给控制单元，控制单元控制无人机微调，完成调节过程；

S07、重复步骤S04-S06，直至完成喷药。

10.一种农业大棚，其应用权利要求1-7任意一项所述的农业大棚喷洒农药的控制系统。

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