CN114253307B - 喷撒量控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种喷撒量控制方法、装置、电子设备及存储介质,涉及数据处理技术领域。其中,该方法包括:获取目标喷撒作业的目标喷撒量,目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量;根据目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速;控制目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作,实现了可以采用目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系、以及目标喷撒作业的目标喷撒量,得到目标喷撒设备执行目标喷撒作业时的目标电机转速,进而根据该目标电机转速控制目标喷撒设备执行喷撒动作时,可以实现精准控制。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域,特别涉及一种喷撒量控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机,或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。随着无人机技术的发展,无人机被应用在航拍、农业、植保、快递运输、灾难救援、测绘、电力巡检、救灾等各个领域。
现有的,将无人机应用在植保领域实现农作物药物的喷撒时,往往采用恒定喷撒流速进行植保作业,也即喷撒流速是恒定的。
可以看出,现有的喷撒量控制方法比较简单,无法实现精准喷撒。
发明内容
本申请的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种喷撒量控制方法、装置、电子设备及存储介质,可以实现精准喷撒。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种喷撒量控制方法,包括:
获取目标喷撒作业的目标喷撒量,所述目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量;
根据所述目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速,所述预设喷撒算法包括目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系,所述非线性函数通过目标喷撒设备执行多个样本喷撒作业确定,喷撒流速用于指示单位时间内的喷撒量;
控制所述目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作。
在可选的实施方式中,所述根据所述目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速之前,所述方法还包括:
获取各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速;
根据各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速,构建包括多个校准系数的非齐次线性方程组;
根据所述非齐次线性方程组,确定所述非线性函数。
在可选的实施方式中,所述根据所述非齐次线性方程组,确定所述非线性函数,包括:
对所述非齐次线性方程组进行求解,得到目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的拟合方程式中的各校准系数;
根据各所述校准系数和所述拟合方程式,确定所述非线性函数。
在可选的实施方式中,所述获取各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速,包括:
获取各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量和喷撒后重量;
根据所述各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量、喷撒后重量以及目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均喷撒流速。
在可选的实施方式中,所述获取各样本喷撒作业对应的样本电机转速,包括:
获取各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数;
根据各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数和目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均电机转速。
在可选的实施方式中,多个所述样本喷撒作业包括:作业参数相同的多个样本喷撒作业,和/或,作业参数不同的多个样本喷撒作业;
所述作业参数包括下述至少一项:喷撒幅度、移动速度、单位面积内喷撒用量、喷撒物料的喷撒前重量、喷撒物料的喷撒后重量、目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间、各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数。
在可选的实施方式中,所述目标喷撒设备为植保无人机。
第二方面,本发明提供一种喷撒量控制装置,包括:
获取模块,用于获取目标喷撒作业的目标喷撒量,所述目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量;
确定模块,用于根据所述目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速,所述预设喷撒算法包括目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系,所述非线性函数通过目标喷撒设备执行多个样本喷撒作业确定,喷撒流速用于指示单位时间内的喷撒量;
控制模块,用于控制所述目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作。
可选地,所述确定模块,还用于获取各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速;
根据各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速,构建包括多个校准系数的非齐次线性方程组;
根据所述非齐次线性方程组,确定所述非线性函数。
可选地,所述确定模块,具体用于对所述非齐次线性方程组进行求解,得到目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的拟合方程式中的各校准系数;
根据各所述校准系数和所述拟合方程式,确定所述非线性函数。
可选地,所述确定模块,具体用于获取各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量和喷撒后重量;
根据所述各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量、喷撒后重量以及目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均喷撒流速。
可选地,所述确定模块,具体用于获取各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数;
根据各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数和目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均电机转速。
可选地,所述多个所述样本喷撒作业包括:作业参数相同的多个样本喷撒作业,和/或,作业参数不同的多个样本喷撒作业;
所述作业参数包括下述至少一项:喷撒幅度、移动速度、单位面积内喷撒用量、喷撒物料的喷撒前重量、喷撒物料的喷撒后重量、目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间、各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数。
可选地,所述目标喷撒设备为植保无人机。
第三方面,本发明提供一种电子设备,包括:处理器、存储介质和总线,所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以执行如前述实施方式任一所述喷撒量控制方法的步骤。
第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如前述实施方式任一所述喷撒量控制方法的步骤。
本申请的有益效果是:
本申请实施例提供的喷撒量控制方法、装置、电子设备及存储介质中,包括:获取目标喷撒作业的目标喷撒量,目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量;根据目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速,预设喷撒算法包括目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系;控制目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作,实现了可以采用目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系、以及目标喷撒作业的目标喷撒量,得到目标喷撒设备执行目标喷撒作业时的目标电机转速,进而根据该目标电机转速控制目标喷撒设备执行喷撒动作时,可以实现精准控制。
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一种喷撒量控制方法的流程示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种喷撒量控制方法的流程示意图;
图3为本申请实施例提供的又一种喷撒量控制方法的流程示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种喷撒量控制方法的流程示意图;
图5为本申请实施例提供的又一种喷撒量控制方法的流程示意图;
图6为本申请实施例提供的一种喷撒量控制装置的功能模块示意图;
图7为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。
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。
现有的,采用植保无人机执行喷撒作业时,一般采用恒定喷撒量进行植保作业,也即植保无人机的飞行速度与喷撒的流速无关,无论植保无人机的飞行速度如何变化,其喷撒的流速都不会发生变化,但由于植保无人机执行喷撒作业时,往往要经历从悬停状态加速到匀速航行状态,又从匀速航行状态减速到悬停状态的工作阶段,也即植保无人机的飞行速度是一个变化的过程,因此,采用现有恒定喷撒量进行植保作业将导致单位面积内的喷撒量是动态变化的,无法实现精准喷撒。
有鉴于此,本申请实施例提供一种喷撒量控制方法,应用该方法可以实现精准喷撒。
图1为本申请实施例提供的一种喷撒量控制方法的流程示意图,该方法的执行主体可以是计算机、服务器等可以与目标喷撒设备进行数据通信的电子设备,又或者,可以是目标喷撒设备,在此不作限定。可选地,该目标喷撒设备可以是洒水车、播种车、施肥车等可执行喷撒动作的车辆,又或者,可以为可执行喷撒动作的植保无人机,在此不作限定。如图1所示,该方法可以包括:
S101、获取目标喷撒作业的目标喷撒量,目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量。
其中,目标喷撒作业也即待执行喷撒动作的目标作业,该目标喷撒作业对应的区域可以种植农作物等,在此不作限定。目标喷撒量指示单位喷撒面积内的喷撒量,可选地,该目标喷撒量具体可以为亩用量,其中,根据所喷撒物料的不同,其单位可以有所不同,具体可以是mL/㎡或g/㎡等,在此不作限定。
S102、根据目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速。
其中,预设喷撒算法包括目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数,喷撒流速和喷撒量之间的关系,非线性函数通过目标喷撒设备执行多个样本喷撒作业确定,喷撒流速用于指示单位时间内的喷撒量。可选地,根据实际的应用场景,喷撒流速的单位具体可以为mL/min或g/min,在此不作限定。
对于目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的关系,实际应用中发现,电机转速和喷撒流速之间往往不是线性的,本申请实施例中,通过目标喷撒设备执行多次样本喷撒作业的方式确定了目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数,此外,结合喷撒流速和喷撒量之间的关系,确定了预设喷撒算法。
基于上述说明,可以理解的是,由于已经得到了目标喷撒量和预设喷撒算法,那么此时,可以根据目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速,也即目标喷撒设备执行目标喷撒作业时的电机转速。可选地,电机转速用于指示单位时间内电机转数,其单位可以为r/min。
S103、控制目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作。
其中,上述喷撒量控制方法由目标喷撒设备执行时,那么目标喷撒设备在得到目标电机转速之后,可以控制其在目标电机转速下执行喷撒动作,从而可以完成目标喷撒作业。可选地,上述喷撒量控制方法由可与目标喷撒设备进行数据通信的电子设备执行时,该电子设备可以在确定目标电机转速之后,将该目标电机转速发送给目标喷撒设备,进而目标喷撒设备可根据该目标电机转速执行喷撒动作、完成目标喷撒作业。
综上,本申请实施例提供一种喷撒量控制方法,包括:获取目标喷撒作业的目标喷撒量,目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量;根据目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速,预设喷撒算法包括目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系,非线性函数通过目标喷撒设备执行多个样本喷撒作业确定,喷撒流速用于指示单位时间内的喷撒量;控制目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作,实现了可以采用目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系、以及目标喷撒作业的目标喷撒量,得到目标喷撒设备执行目标喷撒作业时的目标电机转速,进而根据该目标电机转速控制目标喷撒设备执行喷撒动作时,可以实现精准控制。
图2为本申请实施例提供的另一种喷撒量控制方法的流程示意图。可选地,如图2所示,根据目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速之前,上述方法还包括:
S201、获取各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速。
S202、根据各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速,构建包括多个校准系数的非齐次线性方程组。
S203、根据非齐次线性方程组,确定非线性函数。
其中,通过控制目标喷撒设备执行多次样本喷撒作业可以确定各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速,进而根据各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速,可以构建包括多个校准系数的非齐次线性方程组,对该非齐次线性方程组进行求解,即可得到非线性函数。
可选地,具体在构建非齐次线性方程组时,可以根据各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速,得到样本喷撒流速和样本电机转速之间的拟合方程式,根据该拟合方程式和目标喷撒设备执行各样本喷撒作业时,各样本电机转速对应的实际电机转速可以得到包括多个校准系数的非齐次线性方程组。
在一些实施例中,样本喷撒作业的数量可以为5个、10个、15个等任意数量,在此不作限定,根据实际的应用场景,可以灵活调整。可以理解的是,样本喷撒作业的数量越多,得到的用于表征目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数将越准确。
图3为本申请实施例提供的又一种喷撒量控制方法的流程示意图。可选地,如图3所示,上述根据非齐次线性方程组,确定非线性函数,包括:
S301、对非齐次线性方程组进行求解,得到目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的拟合方程式中的各校准系数。
S302、根据各校准系数和拟合方程式,确定非线性函数。
其中,目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的拟合方程式,用于拟合表示目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性关系。具体进行求解时,可以令拟合方程式中目标喷撒设备执行各样本喷撒作业时各样本电机转速对应的各拟合电机转速、与目标喷撒设备执行各样本喷撒作业时各样本电机转速对应的实际电机转速相等,根据二者之间的关系,得到各校准系数。进一步地,所获取的各校准系数可以带入拟合方程式中,即可求得目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数,具体获取过程可参见下述获取过程。
其中,各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速之间的拟合方程式可以表示为:
yn(xi)=ainxi n+ain-1xi n-1-+…+ai2xi 2+ai1xi+ai0
其中,yn(xi)表示目标喷撒设备执行第n次样本喷撒作业时样本电机转速xi对应的样本拟合喷撒流速,可以理解的是,为了令yn(xi)尽可能逼近Pn(xi),Pn(xi)表示目标喷撒设备执行第n次样本喷撒作业时样本电机转速xi对应的样本实际喷撒流速,要使得最小,在该情况下,可以把问题转化为求待定系数ai0、ai1、ai2、...ain的过程,得到如下公式:
对上述公式进行变形,可以得到n个只包含n个校准系数的非齐次线性方程组,所构建的非齐次线性方程组如下所示:
[a00+a01x0+a02x0 2+…+a0nx0 n-y0(x0)]2=0
[a10+a11x1+a12x1 2+…+a1nx1 n-y1(x0)]2=0
[a20+a21x2+a22x2 2+…+a3nx2 n-y2(x0)]2=0
…
[an0+an1xn+an2xn 2+…+annxn n-yn(x0)]2=0
进一步地,可以以矩阵方式表示为:(A×B)2=0,其中,A和B的取值如下所示。
基于上述说明,利用高斯消元法,即可求ai0、ai1、ai2、...ain各校准系数的值,将各校准系数更新至拟合方程式中,所获取的非线性函数可以表示为:
y(x)=ainxn+ain-1xn-1+…+ai2x2+ai1x+ai0
其中,ai0、ai1、ai2、...ain为各校准系数对应的取值,x表示目标喷撒设备的电机转速,y(x)表示目标喷撒设备的电机转速x对应的喷撒流速。
基于上述实施例,还需要说明的是,在求解最小、及各校准系数的值时,可以通过总平方和SST、回归平方和SSR、残差平方和SSE等判定是否为最小,可选地,若非最小,可以通过扩大样本数n的方式以使得最小。当然,需要说明的是,根据实际计算机设备的计算性能,n的取值可以有所不同。
图4为本申请实施例提供的另一种喷撒量控制方法的流程示意图。可选地,如图4所示,上述获取各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速,包括:
S401、获取各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量和喷撒后重量。
S402、根据各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量、喷撒后重量以及目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均喷撒流速。
其中,对于各样本喷撒作业来说,目标喷撒设备每次执行样本喷撒作业前,可以记录喷撒物料的喷撒前重量以及电机转动的起始时间;执行样本喷撒作业后,可以记录喷撒物料的喷撒后重量以及电机转动的结束时间;根据喷撒后重量与喷撒前重量,可以计算得到喷撒量差值;根据电机转动的结束时间和电机转动的起始时间,可以计算得到目标喷撒设备执行样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间;可以理解的是,此时根据该喷撒量差值和电机转动的总时间,即可求得本样本喷撒作业对应的样本平均喷撒流速。
在一些实施例中,本样本喷撒作业对应的样本平均喷撒流速Uavr可以表示为:其中,Astart表示本样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量,Aend表示本样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒后重量,Ttotal表示目标喷撒设备执行本样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间。
可以理解的是,将各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速采用样本平均喷撒流速表示时,可以降低计算误差,进而可以得到较准确的用于表征目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数,提高本申请实施例的控制精度。
在一些实施例中,各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量和喷撒后重量可以采用液位计、流量计,称重传感器或雷达等方式获取,在此并不限定具体的获取方式。
图5为本申请实施例提供的又一种喷撒量控制方法的流程示意图。可选地,如图5所示,上述获取各样本喷撒作业对应的样本电机转速,包括:
S501、获取各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数。
S502、根据各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数和目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均电机转速。
基于上述说明,对于各样本喷撒作业来说,目标喷撒设备每次执行样本喷撒作业前,可以令电机转动的圈数为零;执行样本喷撒作业后,可以记录电机转动的总圈数,可以理解的是,此时根据电机转动的总圈数和目标喷撒设备执行本样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,即可本样本喷撒作业对应的样本平均电机转速。
在一些实施例中,本样本喷撒作业对应的样本平均电机转速Savr可以表示为:其中,Rtotal表示目标喷撒设备执行本样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数,Ttotal表示目标喷撒设备执行本样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间。
可以理解的是,将各样本喷撒作业对应的样本电机转速采用样本平均电机转速表示时,可以降低计算误差,进而可以得到较准确的用于表征目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数,提高本申请实施例的控制精度。
可选地,多个样本喷撒作业包括:作业参数相同的多个样本喷撒作业,和/或,作业参数不同的多个样本喷撒作业;作业参数包括下述至少一项:喷撒幅度、移动速度、单位面积内的喷撒量、喷撒物料的喷撒前重量、喷撒物料的喷撒后重量、目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间、各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数。
其中,喷撒幅度,用于表示目标喷撒设备执行喷撒动作时的喷撒宽度,其单位可以用米表示,但不以此为限;移动速度,用于表示目标喷撒设备执行喷撒动作时的运行速度,可选地,根据目标喷撒设备的类别,其具体可以是行驶速度,又或者,可以是飞行速度,在此不作限定;单位喷撒面积内的喷撒量,用于指示单位喷撒面积内喷撒物料的用量,根据喷撒物料的类别,其单位具体可以是mL/㎡或g/㎡,在此不作限定。对于其他作业参数,可参见前述的相关说明,在此不作赘述。
可选地,多个样本喷撒作业包括作业参数相同的多个样本喷撒作业时,由于目标喷撒设备受使用时间、装配等影响,该多个样本喷撒作业对应的样本喷撒流速可以近似相同,该多个样本喷撒作业对应的样本电机转速可以近似相同。可选地,多个样本喷撒作业包括作业参数不同的多个样本喷撒作业时,该多个样本喷撒作业对应的样本喷撒流速将不同,该多个样本喷撒作业对应的样本电机转速将不同。
基于上述说明,可以理解的是,多个样本喷撒作业包括:作业参数相同的多个样本喷撒作业,和/或,作业参数不同的多个样本喷撒作业,实现了可以结合不同情况下的样本喷撒作业,得到较准确的用于表征目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数,提高本申请实施例的控制精度。
可选地,上述目标喷撒设备具体可以为植保无人机。可以理解的是,那么此时上述移动速度可以理解为飞行速度。当然,在一些实施例中,上述作业参数还可以包括飞行高度,在此不作限定,根据目标喷撒设备的不同可以有所不同。
其中,为了更好地理解本申请,以目标喷撒设备为植保无人机为例进行说明,目标喷撒量D可以表示为:
其中,y(x)表示植保无人机的喷撒流速,也即单位时间内的喷撒量,其取值可以为mL/min或g/min,W表示植保无人机的喷撒幅度,其取值与植保无人机的飞行高度有关;V表示植保无人机的飞行速度,单位为m/s。
进一步地,上述目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数可以表示为:
其中,一般来说,W的取值可以由用户设定,也可以基于实际作业需求确定,因此可以认为上述公式中W为一个常量,D为目标喷撒作业的目标喷撒量,因此,本申请实施例中,飞行过程中,实际上实现了根据植保无人机的飞行速度,可以确定植保无人机的电机转速,进而实现了可以根据无人机的飞行速度动态调整喷撒流速,其中,飞行速度越快,喷撒流速也越快,以保证单位喷撒面积内的喷撒量相等。
图6为本申请实施例提供的一种喷撒量控制装置的功能模块示意图,该装置基本原理及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同,为简要描述,本实施例中未提及部分,可参考方法实施例中的相应内容。如图6所示,该喷撒量控制装置包括:
获取模块110,用于获取目标喷撒作业的目标喷撒量,所述目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量;
确定模块120,用于根据所述目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速,所述预设喷撒算法包括目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系,所述非线性函数通过目标喷撒设备执行多个样本喷撒作业确定,喷撒流速用于指示单位时间内的喷撒量;
控制模块130,用于控制所述目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作。
可选地,所述确定模块120,还用于获取各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速;
根据各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速,构建包括多个校准系数的非齐次线性方程组;
根据所述非齐次线性方程组,确定所述非线性函数。
可选地,所述确定模块120,具体用于对所述非齐次线性方程组进行求解,得到目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的拟合方程式中的各校准系数;
根据各所述校准系数和所述拟合方程式,确定所述非线性函数。
可选地,所述确定模块120,具体用于获取各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量和喷撒后重量;
根据所述各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量、喷撒后重量以及目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均喷撒流速。
可选地,所述确定模块120,具体用于获取各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数;
根据各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数和目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均电机转速。
可选地,所述多个所述样本喷撒作业包括:作业参数相同的多个样本喷撒作业,和/或,作业参数不同的多个样本喷撒作业;
所述作业参数包括下述至少一项:喷撒幅度、移动速度、单位面积内喷撒用量、喷撒物料的喷撒前重量、喷撒物料的喷撒后重量、目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间、各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数。
可选地,所述目标喷撒设备为植保无人机。
上述装置用于执行前述实施例提供的方法,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC),或,一个或多个微处理器,或,一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,简称SOC)的形式实现。
图7为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图,该电子设备可以集成于喷撒量控制装置中。如图7所示,该电子设备可以包括:处理器210、存储介质220和总线230,存储介质220存储有处理器210可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,处理器210与存储介质220之间通过总线230通信,处理器210执行机器可读指令,以执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似,这里不再赘述。
可选地,本申请还提供一种存储介质,存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似,这里不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,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,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(英文:processor)执行本申请各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文:Read-Only Memory,简称:ROM)、随机存取存储器(英文:Random Access Memory,简称:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。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。以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种喷撒量控制方法,其特征在于,包括:
获取目标喷撒作业的目标喷撒量,所述目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量;
根据所述目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速,所述预设喷撒算法包括目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系,所述非线性函数通过目标喷撒设备执行多个样本喷撒作业确定,喷撒流速用于指示单位时间内的喷撒量,所述非线性函数表示为:y(x)=ainxn+ain-1xn-1+…+ai2x2+ai1x+ai0,
并且,所述喷撒流速和喷撒量之间的关系表示为:
其中,ai0、ai1、ai2、...ain为电机转速和喷撒流速之间的拟合方程式中的各校准系数对应的取值,x表示目标喷撒设备的电机转速,y(x)表示目标喷撒设备的电机转速x对应的喷撒流速,D表示喷撒量,W表示目标喷撒设备的喷撒幅度,所述喷撒幅度的取值与目标喷撒设备的飞行高度相关,V表示目标喷撒设备的飞行速度;控制所述目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速之前,所述方法还包括:
获取各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速;
根据各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速和样本电机转速,构建包括多个校准系数的非齐次线性方程组;
根据所述非齐次线性方程组,确定所述非线性函数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述非齐次线性方程组,确定所述非线性函数,包括:
对所述非齐次线性方程组进行求解,得到目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的拟合方程式中的各校准系数;
根据各所述校准系数和所述拟合方程式,确定所述非线性函数。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述获取各样本喷撒作业对应的样本喷撒流速,包括:
获取各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量和喷撒后重量;
根据所述各样本喷撒作业对应的喷撒物料的喷撒前重量、喷撒后重量以及目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均喷撒流速。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述获取各样本喷撒作业对应的样本电机转速,包括:
获取各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数;
根据各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数和目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间,计算得到各样本喷撒作业对应的样本平均电机转速。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,多个所述样本喷撒作业包括:作业参数相同的多个样本喷撒作业,和/或,作业参数不同的多个样本喷撒作业;
所述作业参数包括下述至少一项:喷撒幅度、移动速度、单位面积内喷撒用量、喷撒物料的喷撒前重量、喷撒物料的喷撒后重量、目标喷撒设备执行各样本喷撒作业过程中对应的电机转动的总时间、各样本喷撒作业对应的电机转动的总圈数。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述目标喷撒设备为植保无人机。
8.一种喷撒量控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取目标喷撒作业的目标喷撒量,所述目标喷撒量用于指示单位喷撒面积内的喷撒量;
确定模块,用于根据所述目标喷撒量和预设喷撒算法,确定目标喷撒设备的目标电机转速,所述预设喷撒算法包括目标喷撒设备的电机转速和喷撒流速之间的非线性函数、喷撒流速和喷撒量之间的关系,所述非线性函数通过目标喷撒设备执行多个样本喷撒作业确定,喷撒流速用于指示单位时间内的喷撒量,所述非线性函数表示为:y(x)=ainxn+ain-1xn-1+…+ai2x2+ai1x+ai0,并且,所述喷撒流速和喷撒量之间的关系表示为:其中,ai0、ai1、ai2、...ain为电机转速和喷撒流速之间的拟合方程式中的各校准系数对应的取值,x表示目标喷撒设备的电机转速,y(x)表示目标喷撒设备的电机转速x对应的喷撒流速,D表示喷撒量,W表示目标喷撒设备的喷撒幅度,所述喷撒幅度的取值与目标喷撒设备的飞行高度相关,V表示目标喷撒设备的飞行速度;
控制模块,用于控制所述目标喷撒设备在目标电机转速下执行喷撒动作。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储介质和总线,所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以执行如权利要求1-7任一所述喷撒量控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-7任一所述喷撒量控制方法的步骤。
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