CN115281063B - 一种智能灌溉控制系统及操作方法 - Google Patents

一种智能灌溉控制系统及操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能灌溉控制系统及操作方法，包括型号读取模块、空间拟合模块、远近间距控制模块、无人管理模块、调度服务器；所述型号读取模块用于对调度枢纽浇灌灌溉喷头的型号开始读取和校验；所述空间拟合模块用于对调度枢纽区域开始空间拟合；所述远近间距控制模块用于通过灌溉喷头喷洒路线开始调度服务器电脑的长途遥感浇灌；所述无人管理模块用于通过各调度枢纽情况开始灌溉喷头目标派遣；所述调度服务器用于显示调度枢纽的运作情况；所述型号读取模块的输出端电性连接空间拟合模块的输入端；所述空间拟合模块的输出端电性连接远近间距控制模块的输入端，该装置解决了当前实用性差的问题。

Description

一种智能灌溉控制系统及操作方法
技术领域
本发明属于智能喷洒技术领域，具体涉及一种智能灌溉控制系统及操作方法。
背景技术
灌溉为地补充作物所需水分的技术措施。为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。随着无人机技术的发展，空中灌溉技术被大量采用，可以最大化地节约灌溉成本，且灌溉较为迅速。
现有的无人机喷洒灌溉系统面临着无人机的调度不均匀的问题，因为喷洒的路线距离不同和喷洒的范围不同，一批无人机在喷洒时会出现某几个无人机出现闲置的状况，造成了喷洒效率不能充分利用，实用性差。该现象成为本领域目标亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的集材装置一种智能灌溉控制系统及操作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能灌溉控制系统及操作方法，包括型号读取模块、空间拟合模块、远近间距控制模块、无人管理模块、调度服务器；所述型号读取模块用于对调度枢纽浇灌灌溉喷头的型号开始读取和校验；所述空间拟合模块用于对调度枢纽区域开始空间拟合；所述远近间距控制模块用于通过灌溉喷头喷洒路线开始调度服务器电脑的长途遥感浇灌；所述无人管理模块用于通过各调度枢纽情况开始灌溉喷头目标派遣；所述调度服务器用于显示调度枢纽的运作情况；
所述型号读取模块的输出端电性连接空间拟合模块的输入端；所述空间拟合模块的输出端电性连接远近间距控制模块的输入端；所述远近间距控制模块的输出端电性连接调度服务器的输入端；所述调度服务器的输出端电性连接无人管理模块的输入端。
本发明进一步说明，所述型号读取模块包括外壳读取模块、GPS定位模块、喷洒路线读取模块；所述外壳读取模块用于对无人机的外壳开始读取；所述GPS定位模块用于对无人机所在位置GPS开始读取；所述喷洒路线读取模块用于对无人机的初始起飞喷洒路线开始读取；
所述空间拟合模块包括环境扫描模块、轮廓构建模块；所述环境扫描单元用于对调度枢纽与灌溉喷头的环境情况开始扫描；所述轮廓构建模块用于对调度枢纽与灌溉喷头开始空间轮廓构建工作。
本发明进一步说明，所述远近间距控制模块包括路线模块、远程操作模块；所述路线模块用于对灌溉喷头浇灌喷洒路线开始路线绘制；所述远程操作模块用于通过灌溉喷头喷洒路线路线与停留时间开始鼠标的自动控制，从而开始长途遥感浇灌；
所述无人管理模块包括存档模块、派遣模块、未来情况判断模块；所述存档模块用于存档各调度枢纽灌溉喷头浇灌的工作时间密集程度；所述派遣模块用于对灌溉喷头在无人机上开始派遣，保证较工作时间密集的调度枢纽有灌溉喷头浇灌；所述未来情况判断模块用于通过已存档调度枢纽情况预测其他枢纽情况，使得调度服务器可以实时派遣灌溉喷头，保证派遣途中安全。
本发明进一步说明，该系统的操作方法包括以下步骤：
S1、在调度枢纽对无人机上的灌溉喷头开始读取，确定其灌溉喷头型号；
S2、对调度枢纽的周围路线开始扫描图像，对无人机及灌溉喷头开始扫描图像，确定空间拟合轮廓；
S3、对灌溉喷头浇灌的喷洒路线开始绘制，得到路线图，确定该路径与调度服务器电脑的鼠标输入指令的符合程度，达到利用喷洒路线开始长途遥感浇灌；
S4、对调度枢纽的车辆、路况开始整合分析与预测，通过工作时间密集程度对灌溉喷头开始实时派遣。
本发明进一步说明，在步骤S1中，对无人机上的人的读取包括以下步骤：
S1-1、对其外壳的各项参数开始读取，与图像库中灌溉喷头外壳的各项参数开始对比，通过公式：
求出符合程度dist(a，b)值记为A，其中ai代表被检测外壳的各项参数；bi代表图像库中灌溉喷头外壳的各项参数；n代表参数数目；p代表系数，用于调整至合适值；
S1-2、对其GPS信息开始读取，计算得出灌溉地点间距无人机的直线间距，记为S；
S1-3、对其初始起飞喷洒路线开始读取，存档起飞喷洒路线中灌溉喷头与无人机旋转调向铰接点处夹角，记为θ；
S1-4、在A大于极限值Amax，S低过极限值Smin，θ在极限值范围(θ1，θ2)之间时，判定其为灌溉喷头型号。
本发明进一步说明，在步骤S4中，对灌溉喷头的派遣情况包括如下步骤：
S4-1、对已有灌溉喷头的调度枢纽开始喷洒路线变换扫描，存档下每两个喷洒路线衔接的空挡时长，记为序列K＝{T1，T2，……，Tn}，若序列中出现H个Ti高于极限值，进入步骤S4-2；若出现低过H个Ti高于极限值，进入步骤S4-3；如不出现Ti高于极限值，进入步骤S10-4；
S4-2、当序列中出现H个Ti高于空挡时长极限值T极限值，即意味着该枢纽派遣途中不工作时间较长满足调度条件，该枢纽灌溉喷头可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；
S4-3、当序列中出现低过H个Ti高于空挡时长极限值T极限值，对以E为半径的范围内调度枢纽的情况开始扫描，若扫描的调度枢纽出现工作时间密集枢纽，同时数目超过F个，该枢纽灌溉喷头不可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；若扫描的调度枢纽不出现工作时间密集枢纽或数目不超过F个，该枢纽灌溉喷头可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；
S4-4、当序列中不出现Ti高于空挡时长极限值T极限值，意味着枢纽过于工作时间密集，可由调度服务器调走支援其他灌溉喷头步骤S4-2或S4-3中的灌溉喷头开始调走支援其他灌溉喷头工作。
本发明进一步说明，在喷洒路线情况判断中，包括以下步骤：
S9-1、通过过去图像确定灌溉喷头喷洒路线情况图像库，设置各喷洒路线工作方式时浇灌时两个喷口之间的喷洒路径间隔距离W，当D1落在范围W内时，进入步骤S9-2；
S9-2、通过L1、L2、L3的正负情况，读取灌溉喷头右喷口在左喷口的方位，对灌溉喷头的喷洒路线开始二次判断，确定其为间隔距离W内设置喷洒路线。
本发明进一步说明，利用大图像分别对灌溉喷头常用八种喷洒路线衔接开始分析，具体情况如下：在停止喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W1；在左转弯待转喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W2；在变道喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W3；在减速慢行喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W4；在直行喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W5；在左转弯喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W6；在右转弯喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W7；在靠边停车喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W8，此时启用中间喷头对两者之间的中线进行补充喷洒，根据不同情况，中间喷头的喷洒路径与左喷头和右喷头的喷洒路径之间的距离为其中n∈1-7；S9-3、通过L4到L9的正负情况，判断该喷洒路线的浇灌区域位于调度枢纽的方位；
同时显示中心电脑的屏幕上分布着调度枢纽的监控图像，以电脑中心为原点，确定平面坐标系，将鼠标的初始GPS设置在原点，利用控制器对鼠标开始自动控制，通过S9-3中的方位情况和D1，鼠标自行移动到该区域的监控图像。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，可以对喷洒的路线进行规划，将闲置的喷洒无人机进行利用，同时可以根据当前喷头运动的方向对喷洒的方式进行调整，使得能够覆盖到更多的植被。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并同时构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术目标在没有做出创造性工作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。
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种智能灌溉控制系统及操作方法，包括型号读取模块、空间拟合模块、远近间距控制模块、无人管理模块、调度服务器；型号读取模块用于对调度枢纽浇灌灌溉喷头的型号开始读取和校验；空间拟合模块用于对调度枢纽区域开始空间拟合；远近间距控制模块用于通过灌溉喷头喷洒路线开始调度服务器电脑的长途遥感浇灌；无人管理模块用于通过各调度枢纽情况开始灌溉喷头目标派遣；调度服务器用于显示调度枢纽的运作情况；
型号读取模块的输出端电性连接空间拟合模块的输入端；空间拟合模块的输出端电性连接远近间距控制模块的输入端；远近间距控制模块的输出端电性连接调度服务器的输入端；调度服务器的输出端电性连接无人管理模块的输入端；
型号读取模块包括外壳读取模块、GPS定位模块、喷洒路线读取模块；外壳读取模块用于对无人机的外壳开始读取；GPS定位模块用于对无人机所在位置GPS开始读取；喷洒路线读取模块用于对无人机的初始起飞喷洒路线开始读取；
空间拟合模块包括环境扫描模块、轮廓构建模块；环境扫描单元用于对调度枢纽与灌溉喷头的环境情况开始扫描；轮廓构建模块用于对调度枢纽与灌溉喷头开始空间轮廓构建工作；
远近间距控制模块包括路线模块、远程操作模块；路线模块用于对灌溉喷头浇灌喷洒路线开始路线绘制；远程操作模块用于通过灌溉喷头喷洒路线路线与停留时间开始鼠标的自动控制，从而开始长途遥感浇灌；
无人管理模块包括存档模块、派遣模块、未来情况判断模块；存档模块用于存档各调度枢纽灌溉喷头浇灌的工作时间密集程度；派遣模块用于对灌溉喷头在无人机上开始派遣，保证较工作时间密集的调度枢纽有灌溉喷头浇灌；未来情况判断模块用于通过已存档调度枢纽情况预测其他枢纽情况，使得调度服务器可以实时派遣灌溉喷头，保证派遣途中安全；
该系统的操作方法包括以下步骤：
S1、在调度枢纽对无人机上的灌溉喷头开始读取，确定其灌溉喷头型号；
S2、对调度枢纽的周围路线开始扫描图像，对无人机及灌溉喷头开始扫描图像，确定空间拟合轮廓；
S3、对灌溉喷头浇灌的喷洒路线开始绘制，得到路线图，确定该路径与调度服务器电脑的鼠标输入指令的符合程度，达到利用喷洒路线开始长途遥感浇灌；
S4、对调度枢纽的车辆、路况开始整合分析与预测，通过工作时间密集程度对灌溉喷头开始实时派遣；
在步骤S1中，对无人机上的人的读取包括以下步骤：
S1-1、对其外壳的各项参数开始读取，与图像库中灌溉喷头外壳的各项参数开始对比，通过公式：
求出符合程度dist(a，b)值记为A，其中ai代表被检测外壳的各项参数；bi代表图像库中灌溉喷头外壳的各项参数；n代表参数数目；p代表系数，用于调整至合适值；
S1-2、对其GPS信息开始读取，计算得出灌溉地点间距无人机的直线间距，记为S；
S1-3、对其初始起飞喷洒路线开始读取，存档起飞喷洒路线中灌溉喷头与无人机旋转调向铰接点处夹角，记为θ；
S1-4、在A大于极限值Amax，S低过极限值Smin，θ在极限值范围(θ1，θ2)之间时，判定其为灌溉喷头型号；
在步骤S4中，对灌溉喷头的派遣情况包括如下步骤：
S4-1、对已有灌溉喷头的调度枢纽开始喷洒路线变换扫描，存档下每两个喷洒路线衔接的空挡时长，记为序列K＝{T1，T2，……，Tn}，若序列中出现H个Ti高于极限值，进入步骤S4-2；若出现低过H个Ti高于极限值，进入步骤S4-3；如不出现Ti高于极限值，进入步骤S10-4；
S4-2、当序列中出现H个Ti高于空挡时长极限值T极限值，即意味着该枢纽派遣途中不工作时间较长满足调度条件，该枢纽灌溉喷头可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；
S4-3、当序列中出现低过H个Ti高于空挡时长极限值T极限值，对以E为半径的范围内调度枢纽的情况开始扫描，若扫描的调度枢纽出现工作时间密集枢纽，同时数目超过F个，该枢纽灌溉喷头不可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；若扫描的调度枢纽不出现工作时间密集枢纽或数目不超过F个，该枢纽灌溉喷头可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；
S4-4、当序列中不出现Ti高于空挡时长极限值T极限值，意味着枢纽过于工作时间密集，可由调度服务器调走支援其他灌溉喷头步骤S4-2或S4-3中的灌溉喷头开始调走支援其他灌溉喷头工作；
在喷洒路线情况判断中，包括以下步骤：
S9-1、通过过去图像确定灌溉喷头喷洒路线情况图像库，设置各喷洒路线工作方式时浇灌时两个喷口之间的喷洒路径间隔距离W，当D1落在范围W内时，进入步骤S9-2；
S9-2、通过L1、L2、L3的正负情况，读取灌溉喷头右喷口在左喷口的方位，对灌溉喷头的喷洒路线开始二次判断，确定其为间隔距离W内设置喷洒路线；
利用大图像分别对灌溉喷头常用八种喷洒路线衔接开始分析，具体情况如下：在停止喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W1；在左转弯待转喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W2；在变道喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W3；在减速慢行喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W4；在直行喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W5；在左转弯喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W6；在右转弯喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W7；在靠边停车喷洒路线工作方式时，灌溉喷头两个喷口之间的喷洒路径间隔距离记为W8，此时启用中间喷头对两者之间的中线进行补充喷洒，根据不同情况，中间喷头的喷洒路径与左喷头和右喷头的喷洒路径之间的距离为其中n∈1-7；S9-3、通过L4到L9的正负情况，判断该喷洒路线的浇灌区域位于调度枢纽的方位；
同时显示中心电脑的屏幕上分布着调度枢纽的监控图像，以电脑中心为原点，确定平面坐标系，将鼠标的初始GPS设置在原点，利用控制器对鼠标开始自动控制，通过S9-3中的方位情况和D1，鼠标自行移动到该区域的监控图像。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或GPS关系为基于附图所示的方位或GPS关系，仅是为了便于描述本发明，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发明的限制。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明开始了详细的说明，本领域的普通技术目标应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案开始修改，或者对其中部分技术参数开始等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种智能灌溉控制系统，其参数在于，包括型号读取模块、空间拟合模块、远近间距控制模块、无人管理模块、调度服务器；所述型号读取模块用于对调度枢纽所对应的灌溉喷头的型号开始读取和校验；所述空间拟合模块用于对调度枢纽区域开始空间拟合；所述远近间距控制模块用于通过灌溉喷头喷洒路线开始调度服务器电脑的长途遥感浇灌；所述无人管理模块用于通过各调度枢纽情况开始灌溉喷头目标派遣；所述调度服务器用于显示调度枢纽的运作情况；
所述型号读取模块的输出端电性连接空间拟合模块的输入端；所述空间拟合模块的输出端电性连接远近间距控制模块的输入端；所述远近间距控制模块的输出端电性连接调度服务器的输入端；所述调度服务器的输出端电性连接无人管理模块的输入端；
所述型号读取模块包括外壳读取模块、GPS定位模块、喷洒路线读取模块；所述外壳读取模块用于对无人机的外壳开始读取；所述GPS定位模块用于对无人机所在位置GPS开始读取；所述喷洒路线读取模块用于对无人机的初始起飞喷洒路线开始读取；
所述空间拟合模块包括环境扫描模块、轮廓构建模块；所述环境扫描模块用于对调度枢纽与灌溉喷头之间的环境情况开始扫描；所述轮廓构建模块用于对调度枢纽与灌溉喷头之间的区域开始空间轮廓构建工作；
所述远近间距控制模块包括路线模块、远程操作模块；所述路线模块用于对灌溉喷头浇灌喷洒路线开始路线绘制；所述远程操作模块用于通过灌溉喷头喷洒路线路线与停留时间开始鼠标的自动控制，从而开始长途遥感浇灌；
所述无人管理模块包括存档模块、派遣模块、未来情况判断模块；
所述存档模块用于存档各调度枢纽所对应的灌溉喷头浇灌的工作时间密集程度；所述派遣模块用于对在无人机上的灌溉喷头开始派遣，保证较工作时间密集的调度枢纽有灌溉喷头浇灌；所述未来情况判断模块用于通过已存档调度枢纽情况预测其他调度枢纽情况，使得调度服务器可以实时派遣灌溉喷头，保证派遣途中安全；
该系统的操作方法包括以下步骤：
S1、在调度枢纽对无人机上的灌溉喷头开始读取，确定其灌溉喷头型号；
S2、对调度枢纽的周围路线开始扫描图像，对无人机及灌溉喷头开始扫描图像，确定空间拟合轮廓；
S3、对灌溉喷头浇灌的喷洒路线开始绘制，得到路线图，确定路径与调度服务器电脑的鼠标输入指令的符合程度，达到利用喷洒路线开始长途遥感浇灌；
S4、对调度枢纽的车辆、路况开始整合分析与预测，通过工作时间密集程度对灌溉喷头开始实时派遣；
在步骤S1中，对无人机上的灌溉喷头的读取包括以下步骤：
S1-1、对其外壳的各项参数开始读取，与图像库中灌溉喷头外壳的各项参数开始对比，通过公式：
求出符合程度dist(a，b)值记为A，其中ai代表被检测外壳的各项参数；bi代表图像库中灌溉喷头外壳的各项参数；n代表参数数目；p代表系数；
S1-2、对其GPS信息开始读取，计算得出灌溉地点间距无人机的直线间距，记为S；
S1-3、对其初始起飞喷洒路线开始读取，存档起飞喷洒路线中灌溉喷头与无人机旋转调向铰接点处夹角，记为θ；
S1-4、在A大于极限值Amax，S低过极限值Smin，θ在极限值范围(θ1，θ2)之间时，判定其为灌溉喷头型号；
在步骤S4中，对灌溉喷头的派遣情况包括如下步骤：
S4-1、对已有灌溉喷头的调度枢纽开始喷洒路线变换扫描，存档下每两个喷洒路线衔接的空挡时长，记为序列K＝{T1，T2，……，Tn}，若序列中出现H个Ti高于极限值，进入步骤S4-2；若出现低过H个Ti高于极限值，进入步骤S4-3；如不出现Ti高于极限值，进入步骤S4-4；
S4-2、当序列中出现H个Ti高于空挡时长极限值T极限值，该调度枢纽所对应的灌溉喷头可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；
S4-3、当序列中出现低过H个Ti高于空挡时长极限值T极限值，对以E为半径的范围内调度枢纽的情况开始扫描，若扫描的调度枢纽出现工作时间密集的调度枢纽，同时工作时间密集的调度枢纽数目超过F个，该调度枢纽所对应的灌溉喷头不可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；若扫描的调度枢纽不出现工作时间密集的调度枢纽或工作时间密集的调度枢纽数目不超过F个，该调度枢纽所对应的灌溉喷头可被调度服务器调走支援其他灌溉喷头；
S4-4、当序列中不出现Ti高于空挡时长极限值T极限值，意味着调度枢纽过于工作时间密集，可由调度服务器调走步骤S4-2或S4-3中的被调走的灌溉喷头支援其他灌溉喷头工作。
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